Sources/phylmd/phytrac.f

module phytrac_m

  IMPLICIT none

  private
  public phytrac

contains

  SUBROUTINE phytrac(itap, lmt_pas, julien, gmtime, firstcal, lafin, pdtphys, &
       t_seri, paprs, pplay, pmfu, pmfd, pde_u, pen_d, coefh, fm_therm, &
       entr_therm, yu1, yv1, ftsol, pctsrf, frac_impa, frac_nucl, pphis, da, &
       phi, mp, upwd, dnwd, tr_seri, zmasse)

    ! From phylmd/phytrac.F, version 1.15 2006/02/21 08:08:30 (SVN revision 679)

    ! Authors: Fr\'ed\'eric Hourdin, Abderrahmane Idelkadi, Marie-Alice
    ! Foujols, Olivia

    ! Objet : moniteur g\'en\'eral des tendances des traceurs

    ! L'appel de "phytrac" se fait avec "nqmx - 2" donc nous avons
    ! bien les vrais traceurs, sans la vapeur d'eau ni l'eau liquide.

    ! Modifications pour les traceurs :
    ! - uniformisation des parametrisations dans phytrac
    ! - stockage des moyennes des champs n\'ecessaires en mode traceur off-line 

    use abort_gcm_m, only: abort_gcm
    use clesphys, only: ecrit_tra
    use clesphys2, only: iflag_con
    use cltracrn_m, only: cltracrn
    use ctherm, only: iflag_thermals
    use dimens_m, only: llm, nqmx
    use dimphy, only: klon
    use indicesol, only: nbsrf
    use ini_histrac_m, only: ini_histrac
    use initrrnpb_m, only: initrrnpb
    use minmaxqfi_m, only: minmaxqfi
    use nflxtr_m, only: nflxtr
    use nr_util, only: assert
    use o3_chem_m, only: o3_chem
    use phyetat0_m, only: rlat
    use press_coefoz_m, only: press_coefoz
    use radiornpb_m, only: radiornpb
    use regr_pr_comb_coefoz_m, only: regr_pr_comb_coefoz
    use SUPHEC_M, only: rg

    integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq"
    integer, intent(in):: lmt_pas ! number of time steps of "physics" per day
    integer, intent(in):: julien !jour julien, 1 <= julien <= 360
    real, intent(in):: gmtime ! heure de la journ\'ee en fraction de jour
    logical, intent(in):: firstcal ! first call to "calfis"
    logical, intent(in):: lafin ! fin de la physique
    real, intent(in):: pdtphys ! pas d'integration pour la physique (s)
    real, intent(in):: t_seri(klon, llm) ! temperature, in K

    real, intent(in):: paprs(klon, llm+1)
    ! (pression pour chaque inter-couche, en Pa)

    real, intent(in):: pplay(klon, llm)
    ! (pression pour le mileu de chaque couche, en Pa)

    ! convection:

    REAL, intent(in):: pmfu(klon, llm) ! flux de masse dans le panache montant

    REAL, intent(in):: pmfd(klon, llm)
    ! flux de masse dans le panache descendant

    REAL pde_u(klon, llm) ! flux detraine dans le panache montant
    REAL pen_d(klon, llm) ! flux entraine dans le panache descendant
    REAL coefh(klon, llm) ! coeff melange couche limite

    ! thermiques:
    real fm_therm(klon, llm+1), entr_therm(klon, llm)

    ! Couche limite:
    REAL yu1(klon) ! vents au premier niveau
    REAL yv1(klon) ! vents au premier niveau

    ! Arguments n\'ecessaires pour les sources et puits de traceur :
    real, intent(in):: ftsol(klon, nbsrf) ! Temperature du sol (surf)(Kelvin)
    real pctsrf(klon, nbsrf) ! Pourcentage de sol f(nature du sol)

    ! Lessivage pour le on-line
    REAL frac_impa(klon, llm) ! fraction d'aerosols impactes
    REAL frac_nucl(klon, llm) ! fraction d'aerosols nuclees

    real, intent(in):: pphis(klon)

    ! Kerry Emanuel
    real, intent(in):: da(klon, llm), phi(klon, llm, llm), mp(klon, llm)
    REAL, intent(in):: upwd(klon, llm) ! saturated updraft mass flux
    REAL, intent(in):: dnwd(klon, llm) ! saturated downdraft mass flux

    real, intent(inout):: tr_seri(:, :, :) ! (klon, llm, nqmx - 2)
    ! (mass fractions of tracers, excluding water, at mid-layers)

    real, intent(in):: zmasse(:, :) ! (klon, llm)
    ! (column-density of mass of air in a cell, in kg m-2)

    ! Variables local to the procedure:

    integer nsplit

    ! TRACEURS

    ! Sources et puits des traceurs:

    ! Pour l'instant seuls les cas du rn et du pb ont ete envisages.

    REAL source(klon) ! a voir lorsque le flux est prescrit 
    ! 
    ! Pour la source de radon et son reservoir de sol

    REAL, save:: trs(klon, nqmx - 2) ! Concentration de radon dans le sol

    REAL masktr(klon, nqmx - 2) ! Masque reservoir de sol traceur
    ! Masque de l'echange avec la surface
    ! (1 = reservoir) ou (possible => 1)
    SAVE masktr
    REAL fshtr(klon, nqmx - 2) ! Flux surfacique dans le reservoir de sol
    SAVE fshtr
    REAL hsoltr(nqmx - 2) ! Epaisseur equivalente du reservoir de sol
    SAVE hsoltr
    REAL tautr(nqmx - 2) ! Constante de decroissance radioactive
    SAVE tautr
    REAL vdeptr(nqmx - 2) ! Vitesse de depot sec dans la couche Brownienne
    SAVE vdeptr
    REAL scavtr(nqmx - 2) ! Coefficient de lessivage
    SAVE scavtr

    CHARACTER itn
    INTEGER, save:: nid_tra

    ! nature du traceur

    logical aerosol(nqmx - 2) ! Nature du traceur
    ! ! aerosol(it) = true => aerosol 
    ! ! aerosol(it) = false => gaz 
    logical clsol(nqmx - 2) ! couche limite sol calcul\'ee
    logical radio(nqmx - 2) ! d\'ecroisssance radioactive
    save aerosol, clsol, radio

    ! convection tiedtke
    INTEGER i, k, it
    REAL delp(klon, llm)

    ! Variables liees a l'ecriture de la bande histoire physique

    ! Variables locales pour effectuer les appels en serie

    REAL d_tr(klon, llm), d_trs(klon) ! tendances de traceurs 
    REAL d_tr_cl(klon, llm, nqmx - 2) ! tendance de traceurs couche limite
    REAL d_tr_cv(klon, llm, nqmx - 2) ! tendance de traceurs conv pour chq traceur
    REAL d_tr_th(klon, llm, nqmx - 2) ! la tendance des thermiques
    REAL d_tr_dec(klon, llm, 2) ! la tendance de la decroissance 
    ! ! radioactive du rn - > pb 
    REAL d_tr_lessi_impa(klon, llm, nqmx - 2) ! la tendance du lessivage 
    ! ! par impaction
    REAL d_tr_lessi_nucl(klon, llm, nqmx - 2) ! la tendance du lessivage 
    ! ! par nucleation 
    REAL flestottr(klon, llm, nqmx - 2) ! flux de lessivage 
    ! ! dans chaque couche 

    real ztra_th(klon, llm)
    integer isplit

    ! Controls:
    logical:: couchelimite = .true.
    logical:: convection = .true.
    logical:: lessivage = .true.
    logical, save:: inirnpb

    !--------------------------------------

    call assert(shape(zmasse) == (/klon, llm/), "phytrac zmasse")
    call assert(shape(tr_seri) == (/klon, llm, nqmx - 2/), "phytrac tr_seri")

    if (firstcal) then
       print *, 'phytrac: pdtphys = ', pdtphys
       PRINT *, 'Frequency of tracer output: ecrit_tra = ', ecrit_tra
       inirnpb = .true.

       ! Initialisation des sorties :
       call ini_histrac(nid_tra, pdtphys, nqmx - 2, lessivage)

       ! Initialisation de certaines variables pour le radon et le plomb 
       ! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)
       trs(:, :) = 0.

       open (unit=99, file='starttrac', status='old', err=999, &
            form='formatted')
       read(unit=99, fmt=*) (trs(i, 1), i=1, klon)
999    continue
       close(unit=99)

       ! Initialisation de la fraction d'aerosols lessivee

       d_tr_lessi_impa = 0.
       d_tr_lessi_nucl = 0. 

       ! Initialisation de la nature des traceurs

       DO it = 1, nqmx - 2
          aerosol(it) = .FALSE. ! Tous les traceurs sont des gaz par defaut
          radio(it) = .FALSE. ! par d\'efaut pas de passage par "radiornpb"
          clsol(it) = .FALSE. ! Par defaut couche limite avec flux prescrit
       ENDDO

       if (nqmx >= 5) then
          call press_coefoz ! read input pressure levels for ozone coefficients
       end if
    ENDIF

    if (inirnpb) THEN
       ! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)
       radio(1)= .true.
       radio(2)= .true.
       clsol(1)= .true.
       clsol(2)= .true.
       aerosol(2) = .TRUE. ! le Pb est un aerosol 
       call initrrnpb(pctsrf, masktr, fshtr, hsoltr, tautr, vdeptr, scavtr)
       inirnpb=.false.
    endif

    if (convection) then
       ! Calcul de l'effet de la convection
       DO it=1, nqmx - 2
          if (iflag_con == 2) then
             ! Tiedke
             CALL nflxtr(pdtphys, pmfu, pmfd, pde_u, pen_d, paprs, &
                  tr_seri(:, :, it), d_tr_cv(:, :, it))
          else if (iflag_con == 3) then
             ! Emanuel
             call cvltr(pdtphys, da, phi, mp, paprs, tr_seri(1, 1, it), upwd, &
                  dnwd, d_tr_cv(1, 1, it))
          endif

          DO k = 1, llm
             DO i = 1, klon
                tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cv(i, k, it)
             ENDDO
          ENDDO
          WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it
          CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1e33, &
               'convection, tracer index = ' // itn)
       ENDDO
    endif

    ! Calcul de l'effet des thermiques

    do it=1, nqmx - 2
       do k=1, llm
          do i=1, klon
             d_tr_th(i, k, it)=0.
             tr_seri(i, k, it)=max(tr_seri(i, k, it), 0.)
             tr_seri(i, k, it)=min(tr_seri(i, k, it), 1e10)
          enddo
       enddo
    enddo

    if (iflag_thermals > 0) then
       nsplit=10
       DO it=1, nqmx - 2
          do isplit=1, nsplit
             ! Thermiques 
             call dqthermcell(klon, llm, pdtphys/nsplit &
                  , fm_therm, entr_therm, zmasse &
                  , tr_seri(1:klon, 1:llm, it), d_tr, ztra_th)

             do k=1, llm
                do i=1, klon
                   d_tr(i, k)=pdtphys*d_tr(i, k)/nsplit
                   d_tr_th(i, k, it)=d_tr_th(i, k, it)+d_tr(i, k)
                   tr_seri(i, k, it)=max(tr_seri(i, k, it)+d_tr(i, k), 0.)
                enddo
             enddo
          enddo
       ENDDO
    endif

    ! Calcul de l'effet de la couche limite

    if (couchelimite) then
       DO k = 1, llm
          DO i = 1, klon
             delp(i, k) = paprs(i, k)-paprs(i, k+1)
          ENDDO
       ENDDO

       ! MAF modif pour tenir compte du cas traceur
       DO it=1, nqmx - 2
          if (clsol(it)) then 
             ! couche limite avec quantite dans le sol calculee
             CALL cltracrn(it, pdtphys, yu1, yv1, &
                  coefh, t_seri, ftsol, pctsrf, &
                  tr_seri(:, :, it), trs(1, it), &
                  paprs, pplay, delp, &
                  masktr(1, it), fshtr(1, it), hsoltr(it), &
                  tautr(it), vdeptr(it), &
                  rlat, &
                  d_tr_cl(1, 1, it), d_trs)
             DO k = 1, llm
                DO i = 1, klon
                   tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cl(i, k, it)
                ENDDO
             ENDDO

             ! Traceur ds sol

             DO i = 1, klon
                trs(i, it) = trs(i, it) + d_trs(i)
             END DO
          else ! couche limite avec flux prescrit
             !MAF provisoire source / traceur a creer
             DO i=1, klon
                source(i) = 0.0 ! pas de source, pour l'instant
             ENDDO

             CALL cltrac(pdtphys, coefh, t_seri, &
                  tr_seri(1, 1, it), source, &
                  paprs, pplay, delp, &
                  d_tr_cl(1, 1, it))
             DO k = 1, llm
                DO i = 1, klon
                   tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cl(i, k, it)
                ENDDO
             ENDDO
          endif
       ENDDO
    endif

    ! Calcul de l'effet du puits radioactif

    ! MAF il faudrait faire une modification pour passer dans radiornpb 
    ! si radio=true
    d_tr_dec = radiornpb(tr_seri, pdtphys, tautr)
    DO it = 1, nqmx - 2
       if (radio(it)) then
          tr_seri(:, :, it) = tr_seri(:, :, it) + d_tr_dec(:, :, it)
          WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it
          CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1e33, 'puits rn it='//itn)
       endif
    ENDDO

    if (nqmx >= 5) then
       ! Ozone as a tracer:
       if (mod(itap - 1, lmt_pas) == 0) then
          ! Once per day, update the coefficients for ozone chemistry:
          call regr_pr_comb_coefoz(julien)
       end if
       call o3_chem(julien, gmtime, t_seri, zmasse, pdtphys, tr_seri(:, :, 3))
    end if

    ! Calcul de l'effet de la precipitation

    IF (lessivage) THEN
       d_tr_lessi_nucl = 0. 
       d_tr_lessi_impa = 0. 
       flestottr = 0. 

       ! tendance des aerosols nuclees et impactes 

       DO it = 1, nqmx - 2
          IF (aerosol(it)) THEN
             DO k = 1, llm
                DO i = 1, klon
                   d_tr_lessi_nucl(i, k, it) = d_tr_lessi_nucl(i, k, it) + &
                        (1 - frac_nucl(i, k))*tr_seri(i, k, it)
                   d_tr_lessi_impa(i, k, it) = d_tr_lessi_impa(i, k, it) + &
                        (1 - frac_impa(i, k))*tr_seri(i, k, it)
                ENDDO
             ENDDO
          ENDIF
       ENDDO

       ! Mises a jour des traceurs + calcul des flux de lessivage 
       ! Mise a jour due a l'impaction et a la nucleation

       DO it = 1, nqmx - 2
          IF (aerosol(it)) THEN
             DO k = 1, llm
                DO i = 1, klon
                   tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) * frac_impa(i, k) &
                        * frac_nucl(i, k)
                ENDDO
             ENDDO
          ENDIF
       ENDDO

       ! Flux lessivage total 

       DO it = 1, nqmx - 2
          DO k = 1, llm
             DO i = 1, klon
                flestottr(i, k, it) = flestottr(i, k, it) &
                     - (d_tr_lessi_nucl(i, k, it) + d_tr_lessi_impa(i, k, it)) &
                     * (paprs(i, k)-paprs(i, k+1)) / (RG * pdtphys)
             ENDDO
          ENDDO
       ENDDO
    ENDIF

    ! Ecriture des sorties
    call write_histrac(lessivage, itap, nid_tra)

    if (lafin) then
       print *, "C'est la fin de la physique."
       open(unit=99, file='restarttrac', form='formatted')
       do i=1, klon
          write(unit=99, fmt=*) trs(i, 1)
       enddo
       PRINT *, 'Ecriture du fichier restarttrac'
       close(unit=99)
    endif

  contains

    subroutine write_histrac(lessivage, itap, nid_tra)

      ! From phylmd/write_histrac.h, version 1.9 2006/02/21 08:08:30

      use dimens_m, only: iim, jjm, llm
      use histsync_m, only: histsync
      use histwrite_m, only: histwrite
      use temps, only: itau_phy
      use iniadvtrac_m, only: tnom
      use comgeomphy, only: airephy
      use dimphy, only: klon
      use grid_change, only: gr_phy_write_2d
      use gr_phy_write_3d_m, only: gr_phy_write_3d

      logical, intent(in):: lessivage
      integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq"
      integer, intent(in):: nid_tra

      ! Variables local to the procedure:
      integer it
      integer itau_w ! pas de temps ecriture
      logical, parameter:: ok_sync = .true.

      !-----------------------------------------------------

      itau_w = itau_phy + itap

      CALL histwrite(nid_tra, "phis", itau_w, gr_phy_write_2d(pphis))
      CALL histwrite(nid_tra, "aire", itau_w, gr_phy_write_2d(airephy))
      CALL histwrite(nid_tra, "zmasse", itau_w, gr_phy_write_3d(zmasse))

      DO it=1, nqmx - 2
         CALL histwrite(nid_tra, tnom(it+2), itau_w, &
              gr_phy_write_3d(tr_seri(:, :, it)))
         if (lessivage) THEN
            CALL histwrite(nid_tra, "fl"//tnom(it+2), itau_w, &
                 gr_phy_write_3d(flestottr(:, :, it)))
         endif
         CALL histwrite(nid_tra, "d_tr_th_"//tnom(it+2), itau_w, &
              gr_phy_write_3d(d_tr_th(:, :, it)))
         CALL histwrite(nid_tra, "d_tr_cv_"//tnom(it+2), itau_w, &
              gr_phy_write_3d(d_tr_cv(:, :, it)))
         CALL histwrite(nid_tra, "d_tr_cl_"//tnom(it+2), itau_w, &
              gr_phy_write_3d(d_tr_cl(:, :, it)))
      ENDDO

      CALL histwrite(nid_tra, "pplay", itau_w, gr_phy_write_3d(pplay))
      CALL histwrite(nid_tra, "T", itau_w, gr_phy_write_3d(t_seri))

      if (ok_sync) then
         call histsync(nid_tra)
      endif

    end subroutine write_histrac

  END SUBROUTINE phytrac

end module phytrac_m
1	guez	3	module phytrac_m
2
3			IMPLICIT none
4
5			private
6			public phytrac
7
8			contains
9
10	guez	98	SUBROUTINE phytrac(itap, lmt_pas, julien, gmtime, firstcal, lafin, pdtphys, &
11	guez	118	t_seri, paprs, pplay, pmfu, pmfd, pde_u, pen_d, coefh, fm_therm, &
12			entr_therm, yu1, yv1, ftsol, pctsrf, frac_impa, frac_nucl, pphis, da, &
13			phi, mp, upwd, dnwd, tr_seri, zmasse)
14	guez	3
15	guez	47	! From phylmd/phytrac.F, version 1.15 2006/02/21 08:08:30 (SVN revision 679)
16	guez	3
17	guez	90	! Authors: Fr\'ed\'eric Hourdin, Abderrahmane Idelkadi, Marie-Alice
18	guez	3	! Foujols, Olivia
19	guez	78
20	guez	90	! Objet : moniteur g\'en\'eral des tendances des traceurs
21	guez	3
22	guez	78	! L'appel de "phytrac" se fait avec "nqmx - 2" donc nous avons
23	guez	98	! bien les vrais traceurs, sans la vapeur d'eau ni l'eau liquide.
24	guez	3
25	guez	47	! Modifications pour les traceurs :
26	guez	62	! - uniformisation des parametrisations dans phytrac
27	guez	90	! - stockage des moyennes des champs n\'ecessaires en mode traceur off-line
28	guez	47
29	guez	78	use abort_gcm_m, only: abort_gcm
30	guez	12	use clesphys, only: ecrit_tra
31			use clesphys2, only: iflag_con
32	guez	78	use cltracrn_m, only: cltracrn
33	guez	3	use ctherm, only: iflag_thermals
34	guez	98	use dimens_m, only: llm, nqmx
35			use dimphy, only: klon
36	guez	78	use indicesol, only: nbsrf
37	guez	34	use ini_histrac_m, only: ini_histrac
38	guez	98	use initrrnpb_m, only: initrrnpb
39	guez	17	use minmaxqfi_m, only: minmaxqfi
40	guez	78	use nflxtr_m, only: nflxtr
41	guez	36	use nr_util, only: assert
42	guez	78	use o3_chem_m, only: o3_chem
43			use phyetat0_m, only: rlat
44	guez	17	use press_coefoz_m, only: press_coefoz
45	guez	78	use radiornpb_m, only: radiornpb
46			use regr_pr_comb_coefoz_m, only: regr_pr_comb_coefoz
47			use SUPHEC_M, only: rg
48	guez	3
49	guez	78	integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq"
50	guez	7	integer, intent(in):: lmt_pas ! number of time steps of "physics" per day
51	guez	3	integer, intent(in):: julien !jour julien, 1 <= julien <= 360
52	guez	90	real, intent(in):: gmtime ! heure de la journ\'ee en fraction de jour
53	guez	78	logical, intent(in):: firstcal ! first call to "calfis"
54			logical, intent(in):: lafin ! fin de la physique
55			real, intent(in):: pdtphys ! pas d'integration pour la physique (s)
56			real, intent(in):: t_seri(klon, llm) ! temperature, in K
57	guez	3
58			real, intent(in):: paprs(klon, llm+1)
59			! (pression pour chaque inter-couche, en Pa)
60
61	guez	10	real, intent(in):: pplay(klon, llm)
62			! (pression pour le mileu de chaque couche, en Pa)
63
64	guez	78	! convection:
65	guez	3
66	guez	62	REAL, intent(in):: pmfu(klon, llm) ! flux de masse dans le panache montant
67	guez	72
68			REAL, intent(in):: pmfd(klon, llm)
69			! flux de masse dans le panache descendant
70
71	guez	78	REAL pde_u(klon, llm) ! flux detraine dans le panache montant
72			REAL pen_d(klon, llm) ! flux entraine dans le panache descendant
73			REAL coefh(klon, llm) ! coeff melange couche limite
74	guez	3
75	guez	78	! thermiques:
76	guez	3	real fm_therm(klon, llm+1), entr_therm(klon, llm)
77
78	guez	78	! Couche limite:
79			REAL yu1(klon) ! vents au premier niveau
80			REAL yv1(klon) ! vents au premier niveau
81	guez	3
82	guez	90	! Arguments n\'ecessaires pour les sources et puits de traceur :
83	guez	104	real, intent(in):: ftsol(klon, nbsrf) ! Temperature du sol (surf)(Kelvin)
84	guez	78	real pctsrf(klon, nbsrf) ! Pourcentage de sol f(nature du sol)
85	guez	3
86	guez	78	! Lessivage pour le on-line
87			REAL frac_impa(klon, llm) ! fraction d'aerosols impactes
88			REAL frac_nucl(klon, llm) ! fraction d'aerosols nuclees
89	guez	3
90	guez	78	real, intent(in):: pphis(klon)
91	guez	3
92	guez	78	! Kerry Emanuel
93	guez	99	real, intent(in):: da(klon, llm), phi(klon, llm, llm), mp(klon, llm)
94	guez	78	REAL, intent(in):: upwd(klon, llm) ! saturated updraft mass flux
95			REAL, intent(in):: dnwd(klon, llm) ! saturated downdraft mass flux
96	guez	3
97	guez	98	real, intent(inout):: tr_seri(:, :, :) ! (klon, llm, nqmx - 2)
98	guez	78	! (mass fractions of tracers, excluding water, at mid-layers)
99	guez	3
100	guez	78	real, intent(in):: zmasse(:, :) ! (klon, llm)
101	guez	17	! (column-density of mass of air in a cell, in kg m-2)
102	guez	3
103	guez	17	! Variables local to the procedure:
104	guez	3
105	guez	17	integer nsplit
106
107	guez	78	! TRACEURS
108	guez	17
109	guez	3	! Sources et puits des traceurs:
110
111			! Pour l'instant seuls les cas du rn et du pb ont ete envisages.
112
113	guez	78	REAL source(klon) ! a voir lorsque le flux est prescrit
114	guez	3	!
115			! Pour la source de radon et son reservoir de sol
116
117	guez	98	REAL, save:: trs(klon, nqmx - 2) ! Concentration de radon dans le sol
118	guez	3
119	guez	98	REAL masktr(klon, nqmx - 2) ! Masque reservoir de sol traceur
120	guez	78	! Masque de l'echange avec la surface
121			! (1 = reservoir) ou (possible => 1)
122	guez	3	SAVE masktr
123	guez	98	REAL fshtr(klon, nqmx - 2) ! Flux surfacique dans le reservoir de sol
124	guez	3	SAVE fshtr
125	guez	98	REAL hsoltr(nqmx - 2) ! Epaisseur equivalente du reservoir de sol
126	guez	3	SAVE hsoltr
127	guez	98	REAL tautr(nqmx - 2) ! Constante de decroissance radioactive
128	guez	3	SAVE tautr
129	guez	98	REAL vdeptr(nqmx - 2) ! Vitesse de depot sec dans la couche Brownienne
130	guez	3	SAVE vdeptr
131	guez	98	REAL scavtr(nqmx - 2) ! Coefficient de lessivage
132	guez	3	SAVE scavtr
133
134			CHARACTER itn
135			INTEGER, save:: nid_tra
136
137			! nature du traceur
138
139	guez	98	logical aerosol(nqmx - 2) ! Nature du traceur
140	guez	78	! ! aerosol(it) = true => aerosol
141			! ! aerosol(it) = false => gaz
142	guez	98	logical clsol(nqmx - 2) ! couche limite sol calcul\'ee
143			logical radio(nqmx - 2) ! d\'ecroisssance radioactive
144	guez	3	save aerosol, clsol, radio
145
146			! convection tiedtke
147			INTEGER i, k, it
148			REAL delp(klon, llm)
149
150			! Variables liees a l'ecriture de la bande histoire physique
151
152			! Variables locales pour effectuer les appels en serie
153
154			REAL d_tr(klon, llm), d_trs(klon) ! tendances de traceurs
155	guez	98	REAL d_tr_cl(klon, llm, nqmx - 2) ! tendance de traceurs couche limite
156			REAL d_tr_cv(klon, llm, nqmx - 2) ! tendance de traceurs conv pour chq traceur
157			REAL d_tr_th(klon, llm, nqmx - 2) ! la tendance des thermiques
158	guez	3	REAL d_tr_dec(klon, llm, 2) ! la tendance de la decroissance
159	guez	78	! ! radioactive du rn - > pb
160	guez	98	REAL d_tr_lessi_impa(klon, llm, nqmx - 2) ! la tendance du lessivage
161	guez	78	! ! par impaction
162	guez	98	REAL d_tr_lessi_nucl(klon, llm, nqmx - 2) ! la tendance du lessivage
163	guez	78	! ! par nucleation
164	guez	98	REAL flestottr(klon, llm, nqmx - 2) ! flux de lessivage
165	guez	78	! ! dans chaque couche
166	guez	3
167			real ztra_th(klon, llm)
168			integer isplit
169
170			! Controls:
171			logical:: couchelimite = .true.
172			logical:: convection = .true.
173			logical:: lessivage = .true.
174			logical, save:: inirnpb
175
176			!--------------------------------------
177
178	guez	18	call assert(shape(zmasse) == (/klon, llm/), "phytrac zmasse")
179	guez	98	call assert(shape(tr_seri) == (/klon, llm, nqmx - 2/), "phytrac tr_seri")
180	guez	3
181	guez	7	if (firstcal) then
182	guez	3	print *, 'phytrac: pdtphys = ', pdtphys
183	guez	91	PRINT *, 'Frequency of tracer output: ecrit_tra = ', ecrit_tra
184	guez	98	inirnpb = .true.
185	guez	3
186			! Initialisation des sorties :
187	guez	98	call ini_histrac(nid_tra, pdtphys, nqmx - 2, lessivage)
188	guez	3
189			! Initialisation de certaines variables pour le radon et le plomb
190			! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)
191			trs(:, :) = 0.
192
193			open (unit=99, file='starttrac', status='old', err=999, &
194			form='formatted')
195			read(unit=99, fmt=*) (trs(i, 1), i=1, klon)
196			999 continue
197			close(unit=99)
198
199			! Initialisation de la fraction d'aerosols lessivee
200
201	guez	98	d_tr_lessi_impa = 0.
202			d_tr_lessi_nucl = 0.
203	guez	3
204			! Initialisation de la nature des traceurs
205
206	guez	98	DO it = 1, nqmx - 2
207	guez	78	aerosol(it) = .FALSE. ! Tous les traceurs sont des gaz par defaut
208	guez	90	radio(it) = .FALSE. ! par d\'efaut pas de passage par "radiornpb"
209	guez	78	clsol(it) = .FALSE. ! Par defaut couche limite avec flux prescrit
210	guez	3	ENDDO
211	guez	17
212	guez	98	if (nqmx >= 5) then
213	guez	17	call press_coefoz ! read input pressure levels for ozone coefficients
214			end if
215	guez	3	ENDIF
216
217			if (inirnpb) THEN
218	guez	62	! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)
219	guez	3	radio(1)= .true.
220			radio(2)= .true.
221			clsol(1)= .true.
222			clsol(2)= .true.
223			aerosol(2) = .TRUE. ! le Pb est un aerosol
224	guez	98	call initrrnpb(pctsrf, masktr, fshtr, hsoltr, tautr, vdeptr, scavtr)
225	guez	3	inirnpb=.false.
226			endif
227
228			if (convection) then
229	guez	62	! Calcul de l'effet de la convection
230	guez	98	DO it=1, nqmx - 2
231	guez	62	if (iflag_con == 2) then
232			! Tiedke
233	guez	78	CALL nflxtr(pdtphys, pmfu, pmfd, pde_u, pen_d, paprs, &
234			tr_seri(:, :, it), d_tr_cv(:, :, it))
235	guez	62	else if (iflag_con == 3) then
236			! Emanuel
237			call cvltr(pdtphys, da, phi, mp, paprs, tr_seri(1, 1, it), upwd, &
238			dnwd, d_tr_cv(1, 1, it))
239	guez	3	endif
240
241			DO k = 1, llm
242			DO i = 1, klon
243			tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cv(i, k, it)
244			ENDDO
245			ENDDO
246			WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it
247	guez	78	CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1e33, &
248	guez	3	'convection, tracer index = ' // itn)
249			ENDDO
250			endif
251
252			! Calcul de l'effet des thermiques
253
254	guez	98	do it=1, nqmx - 2
255	guez	3	do k=1, llm
256			do i=1, klon
257			d_tr_th(i, k, it)=0.
258			tr_seri(i, k, it)=max(tr_seri(i, k, it), 0.)
259	guez	78	tr_seri(i, k, it)=min(tr_seri(i, k, it), 1e10)
260	guez	3	enddo
261			enddo
262			enddo
263
264			if (iflag_thermals > 0) then
265			nsplit=10
266	guez	98	DO it=1, nqmx - 2
267	guez	3	do isplit=1, nsplit
268			! Thermiques
269			call dqthermcell(klon, llm, pdtphys/nsplit &
270			, fm_therm, entr_therm, zmasse &
271			, tr_seri(1:klon, 1:llm, it), d_tr, ztra_th)
272
273			do k=1, llm
274			do i=1, klon
275			d_tr(i, k)=pdtphys*d_tr(i, k)/nsplit
276			d_tr_th(i, k, it)=d_tr_th(i, k, it)+d_tr(i, k)
277			tr_seri(i, k, it)=max(tr_seri(i, k, it)+d_tr(i, k), 0.)
278			enddo
279			enddo
280			enddo
281			ENDDO
282			endif
283
284	guez	78	! Calcul de l'effet de la couche limite
285	guez	3
286			if (couchelimite) then
287			DO k = 1, llm
288			DO i = 1, klon
289			delp(i, k) = paprs(i, k)-paprs(i, k+1)
290			ENDDO
291			ENDDO
292
293	guez	98	! MAF modif pour tenir compte du cas traceur
294			DO it=1, nqmx - 2
295	guez	3	if (clsol(it)) then
296			! couche limite avec quantite dans le sol calculee
297			CALL cltracrn(it, pdtphys, yu1, yv1, &
298			coefh, t_seri, ftsol, pctsrf, &
299	guez	78	tr_seri(:, :, it), trs(1, it), &
300	guez	3	paprs, pplay, delp, &
301			masktr(1, it), fshtr(1, it), hsoltr(it), &
302			tautr(it), vdeptr(it), &
303			rlat, &
304			d_tr_cl(1, 1, it), d_trs)
305			DO k = 1, llm
306			DO i = 1, klon
307			tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cl(i, k, it)
308			ENDDO
309			ENDDO
310
311			! Traceur ds sol
312
313			DO i = 1, klon
314			trs(i, it) = trs(i, it) + d_trs(i)
315			END DO
316			else ! couche limite avec flux prescrit
317			!MAF provisoire source / traceur a creer
318			DO i=1, klon
319			source(i) = 0.0 ! pas de source, pour l'instant
320			ENDDO
321
322			CALL cltrac(pdtphys, coefh, t_seri, &
323			tr_seri(1, 1, it), source, &
324			paprs, pplay, delp, &
325			d_tr_cl(1, 1, it))
326			DO k = 1, llm
327			DO i = 1, klon
328			tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cl(i, k, it)
329			ENDDO
330			ENDDO
331			endif
332			ENDDO
333	guez	98	endif
334	guez	3
335	guez	78	! Calcul de l'effet du puits radioactif
336	guez	3
337			! MAF il faudrait faire une modification pour passer dans radiornpb
338	guez	98	! si radio=true
339			d_tr_dec = radiornpb(tr_seri, pdtphys, tautr)
340			DO it = 1, nqmx - 2
341			if (radio(it)) then
342			tr_seri(:, :, it) = tr_seri(:, :, it) + d_tr_dec(:, :, it)
343			WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it
344			CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1e33, 'puits rn it='//itn)
345			endif
346			ENDDO
347	guez	3
348	guez	98	if (nqmx >= 5) then
349	guez	6	! Ozone as a tracer:
350	guez	7	if (mod(itap - 1, lmt_pas) == 0) then
351			! Once per day, update the coefficients for ozone chemistry:
352			call regr_pr_comb_coefoz(julien)
353			end if
354	guez	6	call o3_chem(julien, gmtime, t_seri, zmasse, pdtphys, tr_seri(:, :, 3))
355			end if
356	guez	3
357			! Calcul de l'effet de la precipitation
358
359			IF (lessivage) THEN
360	guez	98	d_tr_lessi_nucl = 0.
361			d_tr_lessi_impa = 0.
362			flestottr = 0.
363	guez	3
364			! tendance des aerosols nuclees et impactes
365
366	guez	98	DO it = 1, nqmx - 2
367	guez	3	IF (aerosol(it)) THEN
368			DO k = 1, llm
369			DO i = 1, klon
370			d_tr_lessi_nucl(i, k, it) = d_tr_lessi_nucl(i, k, it) + &
371	guez	78	(1 - frac_nucl(i, k))*tr_seri(i, k, it)
372	guez	3	d_tr_lessi_impa(i, k, it) = d_tr_lessi_impa(i, k, it) + &
373	guez	78	(1 - frac_impa(i, k))*tr_seri(i, k, it)
374	guez	3	ENDDO
375			ENDDO
376			ENDIF
377			ENDDO
378
379			! Mises a jour des traceurs + calcul des flux de lessivage
380			! Mise a jour due a l'impaction et a la nucleation
381
382	guez	98	DO it = 1, nqmx - 2
383	guez	3	IF (aerosol(it)) THEN
384			DO k = 1, llm
385			DO i = 1, klon
386	guez	78	tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) * frac_impa(i, k) &
387			* frac_nucl(i, k)
388	guez	3	ENDDO
389			ENDDO
390			ENDIF
391			ENDDO
392
393			! Flux lessivage total
394
395	guez	98	DO it = 1, nqmx - 2
396	guez	3	DO k = 1, llm
397			DO i = 1, klon
398	guez	78	flestottr(i, k, it) = flestottr(i, k, it) &
399			- (d_tr_lessi_nucl(i, k, it) + d_tr_lessi_impa(i, k, it)) &
400			* (paprs(i, k)-paprs(i, k+1)) / (RG * pdtphys)
401	guez	3	ENDDO
402			ENDDO
403			ENDDO
404			ENDIF
405
406	guez	78	! Ecriture des sorties
407	guez	98	call write_histrac(lessivage, itap, nid_tra)
408	guez	3
409			if (lafin) then
410			print *, "C'est la fin de la physique."
411	guez	78	open(unit=99, file='restarttrac', form='formatted')
412	guez	3	do i=1, klon
413			write(unit=99, fmt=*) trs(i, 1)
414			enddo
415			PRINT *, 'Ecriture du fichier restarttrac'
416	guez	78	close(unit=99)
417	guez	3	endif
418
419			contains
420
421	guez	98	subroutine write_histrac(lessivage, itap, nid_tra)
422	guez	3
423			! From phylmd/write_histrac.h, version 1.9 2006/02/21 08:08:30
424
425			use dimens_m, only: iim, jjm, llm
426	guez	61	use histsync_m, only: histsync
427	guez	30	use histwrite_m, only: histwrite
428	guez	3	use temps, only: itau_phy
429	guez	18	use iniadvtrac_m, only: tnom
430	guez	3	use comgeomphy, only: airephy
431			use dimphy, only: klon
432	guez	32	use grid_change, only: gr_phy_write_2d
433			use gr_phy_write_3d_m, only: gr_phy_write_3d
434	guez	3
435			logical, intent(in):: lessivage
436	guez	78	integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq"
437	guez	3	integer, intent(in):: nid_tra
438
439			! Variables local to the procedure:
440			integer it
441	guez	78	integer itau_w ! pas de temps ecriture
442	guez	3	logical, parameter:: ok_sync = .true.
443
444			!-----------------------------------------------------
445
446	guez	7	itau_w = itau_phy + itap
447	guez	3
448	guez	20	CALL histwrite(nid_tra, "phis", itau_w, gr_phy_write_2d(pphis))
449			CALL histwrite(nid_tra, "aire", itau_w, gr_phy_write_2d(airephy))
450			CALL histwrite(nid_tra, "zmasse", itau_w, gr_phy_write_3d(zmasse))
451	guez	3
452	guez	98	DO it=1, nqmx - 2
453	guez	20	CALL histwrite(nid_tra, tnom(it+2), itau_w, &
454			gr_phy_write_3d(tr_seri(:, :, it)))
455	guez	3	if (lessivage) THEN
456	guez	20	CALL histwrite(nid_tra, "fl"//tnom(it+2), itau_w, &
457			gr_phy_write_3d(flestottr(:, :, it)))
458	guez	3	endif
459	guez	20	CALL histwrite(nid_tra, "d_tr_th_"//tnom(it+2), itau_w, &
460			gr_phy_write_3d(d_tr_th(:, :, it)))
461			CALL histwrite(nid_tra, "d_tr_cv_"//tnom(it+2), itau_w, &
462			gr_phy_write_3d(d_tr_cv(:, :, it)))
463			CALL histwrite(nid_tra, "d_tr_cl_"//tnom(it+2), itau_w, &
464			gr_phy_write_3d(d_tr_cl(:, :, it)))
465	guez	3	ENDDO
466
467	guez	20	CALL histwrite(nid_tra, "pplay", itau_w, gr_phy_write_3d(pplay))
468	guez	22	CALL histwrite(nid_tra, "T", itau_w, gr_phy_write_3d(t_seri))
469	guez	3
470			if (ok_sync) then
471			call histsync(nid_tra)
472			endif
473
474			end subroutine write_histrac
475
476			END SUBROUTINE phytrac
477
478			end module phytrac_m