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Wed Apr 29 15:47:56 2015 UTC (9 years, 1 month ago) by guez
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1 guez 104 module stdlevvar_m
2    
3     IMPLICIT NONE
4    
5     contains
6    
7     SUBROUTINE stdlevvar(klon, knon, nsrf, zxli, u1, v1, t1, q1, z1, ts1, &
8     qsurf, rugos, psol, pat1, t_2m, q_2m, t_10m, q_10m, u_10m, ustar)
9    
10     ! From LMDZ4/libf/phylmd/stdlevvar.F90, version 1.3 2005/05/25 13:10:09
11    
12 guez 108 use coefcdrag_m, only: coefcdrag
13 guez 104 USE suphec_m, ONLY: rg, rkappa
14    
15     ! Objet : calcul de la température et de l'humidité relative à 2 m
16     ! et du module du vent à 10 m à partir des relations de
17     ! Dyer-Businger et des équations de Louis.
18    
19     ! Reference: Hess, Colman and McAvaney (1995)
20    
21     ! Author: I. Musat, 01.07.2002
22    
23     INTEGER, intent(in):: klon
24     ! dimension de la grille physique (= nb_pts_latitude X nb_pts_longitude)
25    
26 guez 106 INTEGER, intent(in):: knon
27 guez 104 ! knon----input-I- nombre de points pour un type de surface
28 guez 106 INTEGER, intent(in):: nsrf
29 guez 104 ! nsrf----input-I- indice pour le type de surface; voir indicesol.inc
30     LOGICAL, intent(in):: zxli
31     ! zxli----input-L- TRUE si calcul des cdrags selon Laurent Li
32 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(in):: u1
33 guez 104 ! u1------input-R- vent zonal au 1er niveau du modele
34 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(in):: v1
35 guez 104 ! v1------input-R- vent meridien au 1er niveau du modele
36 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(in):: t1
37 guez 104 ! t1------input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele
38 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(in):: q1
39 guez 104 ! q1------input-R- humidite relative au 1er niveau du modele
40 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(in):: z1
41 guez 104 ! z1------input-R- geopotentiel au 1er niveau du modele
42 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(in):: ts1
43 guez 104 ! ts1-----input-R- temperature de l'air a la surface
44 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(in):: qsurf
45 guez 104 ! qsurf---input-R- humidite relative a la surface
46 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(in):: rugos
47 guez 104 ! rugos---input-R- rugosite
48 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(in):: psol
49 guez 104 ! psol----input-R- pression au sol
50 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(in):: pat1
51 guez 104 ! pat1----input-R- pression au 1er niveau du modele
52    
53 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(out):: t_2m
54 guez 104 ! t_2m---output-R- temperature de l'air a 2m
55 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(out):: q_2m
56 guez 104 ! q_2m---output-R- humidite relative a 2m
57 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(out):: t_10m
58 guez 104 ! t_10m--output-R- temperature de l'air a 10m
59 guez 106 REAL, dimension(klon), intent(out):: q_10m
60 guez 104 ! q_10m--output-R- humidite specifique a 10m
61     REAL, dimension(klon), intent(out):: u_10m
62     ! u_10m--output-R- vitesse du vent a 10m
63     REAL, intent(out):: ustar(klon) ! u*
64    
65     ! Local:
66    
67     ! RKAR : constante de von Karman
68     REAL, PARAMETER:: RKAR=0.40
69     ! niter : nombre iterations calcul "corrector"
70     INTEGER, parameter:: niter=2, ncon=niter-1
71    
72     ! Variables locales
73     INTEGER i, n
74     REAL zref
75     REAL, dimension(klon):: speed
76     ! tpot : temperature potentielle
77     REAL, dimension(klon):: tpot
78     REAL, dimension(klon):: zri1, cdran
79     REAL cdram(klon), cdrah(klon)
80     ! ri1 : nb. de Richardson entre la surface --> la 1ere couche
81     REAL, dimension(klon):: ri1
82     REAL, dimension(klon):: testar, qstar
83     REAL, dimension(klon):: zdte, zdq
84     ! lmon : longueur de Monin-Obukhov selon Hess, Colman and McAvaney
85     DOUBLE PRECISION, dimension(klon):: lmon
86     DOUBLE PRECISION, parameter:: eps=1.0D-20
87     REAL, dimension(klon):: delu, delte, delq
88     REAL, dimension(klon):: u_zref, te_zref, q_zref
89     REAL, dimension(klon):: temp, pref
90     LOGICAL okri
91     REAL, dimension(klon):: u_zref_p, temp_p, q_zref_p
92     !convertgence
93     REAL, dimension(klon):: te_zref_con, q_zref_con
94     REAL, dimension(klon):: u_zref_c, temp_c, q_zref_c
95     REAL, dimension(klon):: ok_pred, ok_corr
96    
97     !-------------------------------------------------------------------------
98    
99     DO i=1, knon
100 guez 3 speed(i)=SQRT(u1(i)**2+v1(i)**2)
101     ri1(i) = 0.0
102 guez 104 ENDDO
103    
104     okri=.FALSE.
105     CALL coefcdrag(klon, knon, nsrf, zxli, speed, t1, q1, z1, psol, ts1, &
106     qsurf, rugos, okri, ri1, cdram, cdrah, cdran, zri1, pref)
107    
108     ! Star variables
109    
110     DO i = 1, knon
111     ri1(i) = zri1(i)
112     tpot(i) = t1(i)* (psol(i)/pat1(i))**RKAPPA
113     ustar(i) = sqrt(cdram(i) * speed(i) * speed(i))
114     zdte(i) = tpot(i) - ts1(i)
115     zdq(i) = max(q1(i), 0.0) - max(qsurf(i), 0.0)
116    
117     zdte(i) = sign(max(abs(zdte(i)), 1.e-10), zdte(i))
118    
119     testar(i) = (cdrah(i) * zdte(i) * speed(i))/ustar(i)
120     qstar(i) = (cdrah(i) * zdq(i) * speed(i))/ustar(i)
121     lmon(i) = (ustar(i) * ustar(i) * tpot(i))/ &
122     (RKAR * RG * testar(i))
123     ENDDO
124    
125     ! First aproximation of variables at zref
126     zref = 2.0
127     CALL screenp(klon, knon, nsrf, speed, tpot, q1, &
128     ts1, qsurf, rugos, lmon, &
129     ustar, testar, qstar, zref, &
130     delu, delte, delq)
131    
132     DO i = 1, knon
133     u_zref(i) = delu(i)
134     q_zref(i) = max(qsurf(i), 0.0) + delq(i)
135     te_zref(i) = ts1(i) + delte(i)
136     temp(i) = te_zref(i) * (psol(i)/pat1(i))**(-RKAPPA)
137     q_zref_p(i) = q_zref(i)
138     temp_p(i) = temp(i)
139     ENDDO
140    
141     ! Iteration of the variables at the reference level zref :
142     ! corrector calculation ; see Hess & McAvaney, 1995
143    
144     DO n = 1, niter
145     okri=.TRUE.
146     CALL screenc(klon, knon, nsrf, zxli, &
147     u_zref, temp, q_zref, zref, &
148     ts1, qsurf, rugos, psol, &
149     ustar, testar, qstar, okri, ri1, &
150     pref, delu, delte, delq)
151    
152     DO i = 1, knon
153 guez 3 u_zref(i) = delu(i)
154 guez 104 q_zref(i) = delq(i) + max(qsurf(i), 0.0)
155 guez 3 te_zref(i) = delte(i) + ts1(i)
156 guez 104
157     ! return to normal temperature
158    
159 guez 3 temp(i) = te_zref(i) * (psol(i)/pref(i))**(-RKAPPA)
160 guez 104
161     IF(n == ncon) THEN
162     te_zref_con(i) = te_zref(i)
163     q_zref_con(i) = q_zref(i)
164     ENDIF
165     ENDDO
166     ENDDO
167    
168     ! verifier le critere de convergence : 0.25% pour te_zref et 5% pour qe_zref
169    
170     DO i = 1, knon
171     q_zref_c(i) = q_zref(i)
172     temp_c(i) = temp(i)
173    
174     ok_pred(i)=0.
175     ok_corr(i)=1.
176    
177     t_2m(i) = temp_p(i) * ok_pred(i) + temp_c(i) * ok_corr(i)
178     q_2m(i) = q_zref_p(i) * ok_pred(i) + q_zref_c(i) * ok_corr(i)
179     ENDDO
180    
181     ! First aproximation of variables at zref
182    
183     zref = 10.0
184     CALL screenp(klon, knon, nsrf, speed, tpot, q1, &
185     ts1, qsurf, rugos, lmon, &
186     ustar, testar, qstar, zref, &
187     delu, delte, delq)
188    
189     DO i = 1, knon
190     u_zref(i) = delu(i)
191     q_zref(i) = max(qsurf(i), 0.0) + delq(i)
192     te_zref(i) = ts1(i) + delte(i)
193     temp(i) = te_zref(i) * (psol(i)/pat1(i))**(-RKAPPA)
194     u_zref_p(i) = u_zref(i)
195     ENDDO
196    
197     ! Iteration of the variables at the reference level zref:
198     ! corrector ; see Hess & McAvaney, 1995
199    
200     DO n = 1, niter
201     okri=.TRUE.
202     CALL screenc(klon, knon, nsrf, zxli, &
203     u_zref, temp, q_zref, zref, &
204     ts1, qsurf, rugos, psol, &
205     ustar, testar, qstar, okri, ri1, &
206     pref, delu, delte, delq)
207    
208     DO i = 1, knon
209 guez 3 u_zref(i) = delu(i)
210 guez 104 q_zref(i) = delq(i) + max(qsurf(i), 0.0)
211 guez 3 te_zref(i) = delte(i) + ts1(i)
212     temp(i) = te_zref(i) * (psol(i)/pref(i))**(-RKAPPA)
213 guez 104 ENDDO
214     ENDDO
215    
216     DO i = 1, knon
217     u_zref_c(i) = u_zref(i)
218    
219     u_10m(i) = u_zref_p(i) * ok_pred(i) + u_zref_c(i) * ok_corr(i)
220    
221     q_zref_c(i) = q_zref(i)
222     temp_c(i) = temp(i)
223     t_10m(i) = temp_p(i) * ok_pred(i) + temp_c(i) * ok_corr(i)
224     q_10m(i) = q_zref_p(i) * ok_pred(i) + q_zref_c(i) * ok_corr(i)
225     ENDDO
226    
227     END subroutine stdlevvar
228    
229     end module stdlevvar_m

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