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trunk/phylmd/yamada.f revision 82 by guez, Wed Mar 5 14:57:53 2014 UTC trunk/Sources/phylmd/yamada.f revision 145 by guez, Tue Jun 16 15:23:29 2015 UTC
# Line 1  Line 1 
1    module yamada_m
2    
 ! $Header: /home/cvsroot/LMDZ4/libf/phylmd/yamada.F,v 1.1 2004/06/22 11:45:36  
 ! lmdzadmin Exp $  
   
 SUBROUTINE yamada(ngrid, g, rconst, plev, temp, zlev, zlay, u, v, teta, q2, &  
     km, kn, ustar, l_mix)  
   USE dimens_m  
   USE dimphy  
3    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
   ! .......................................................................  
   ! .......................................................................  
4    
5    ! g  : g  contains
   ! zlev : altitude a chaque niveau (interface inferieure de la couche  
   ! de meme indice)  
   ! zlay : altitude au centre de chaque couche  
   ! u,v : vitesse au centre de chaque couche  
   ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps)  
   ! teta : temperature potentielle au centre de chaque couche  
   ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps)  
   ! q2 : $q^2$ au bas de chaque couche  
   ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps)  
   ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps)  
   ! km : diffusivite turbulente de quantite de mouvement (au bas de chaque  
   ! couche)  
   ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps)  
   ! kn : diffusivite turbulente des scalaires (au bas de chaque couche)  
   ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps)  
   
   ! .......................................................................  
   REAL, INTENT (IN) :: g  
   REAL rconst  
   REAL plev(klon, klev+1), temp(klon, klev)  
   REAL ustar(klon), snstable  
   REAL zlev(klon, klev+1)  
   REAL zlay(klon, klev)  
   REAL u(klon, klev)  
   REAL v(klon, klev)  
   REAL teta(klon, klev)  
   REAL q2(klon, klev+1)  
   REAL km(klon, klev+1)  
   REAL kn(klon, klev+1)  
   INTEGER l_mix, ngrid  
   
   
   INTEGER nlay, nlev  
   PARAMETER (nlay=klev)  
   PARAMETER (nlev=klev+1)  
   
   LOGICAL first  
   SAVE first  
   DATA first/.TRUE./  
   
   
   INTEGER ig, k  
   
   REAL ri, zrif, zalpha, zsm  
   REAL rif(klon, klev+1), sm(klon, klev+1), alpha(klon, klev)  
   
   REAL m2(klon, klev+1), dz(klon, klev+1), zq, n2(klon, klev+1)  
   REAL l(klon, klev+1), l0(klon)  
   
   REAL sq(klon), sqz(klon), zz(klon, klev+1)  
   INTEGER iter  
   
   REAL ric, rifc, b1, kap  
   SAVE ric, rifc, b1, kap  
   DATA ric, rifc, b1, kap/0.195, 0.191, 16.6, 0.3/  
   
   REAL frif, falpha, fsm  
   
   frif(ri) = 0.6588*(ri+0.1776-sqrt(ri*ri-0.3221*ri+0.03156))  
   falpha(ri) = 1.318*(0.2231-ri)/(0.2341-ri)  
   fsm(ri) = 1.96*(0.1912-ri)*(0.2341-ri)/((1.-ri)*(0.2231-ri))  
   
   IF (0==1 .AND. first) THEN  
     DO ig = 1, 1000  
       ri = (ig-800.)/500.  
       IF (ri<ric) THEN  
         zrif = frif(ri)  
       ELSE  
         zrif = rifc  
       END IF  
       IF (zrif<0.16) THEN  
         zalpha = falpha(zrif)  
         zsm = fsm(zrif)  
       ELSE  
         zalpha = 1.12  
         zsm = 0.085  
       END IF  
       PRINT *, ri, rif, zalpha, zsm  
     END DO  
     first = .FALSE.  
   END IF  
6    
7    ! Correction d'un bug sauvage a verifier.    SUBROUTINE yamada(ngrid, g, zlev, zlay, u, v, teta, q2, km, kn)
   ! do k=2,nlev  
   DO k = 2, nlay  
     DO ig = 1, ngrid  
       dz(ig, k) = zlay(ig, k) - zlay(ig, k-1)  
       m2(ig, k) = ((u(ig,k)-u(ig,k-1))**2+(v(ig,k)-v(ig, &  
         k-1))**2)/(dz(ig,k)*dz(ig,k))  
       n2(ig, k) = g*2.*(teta(ig,k)-teta(ig,k-1))/(teta(ig,k-1)+teta(ig,k))/ &  
         dz(ig, k)  
       ri = n2(ig, k)/max(m2(ig,k), 1.E-10)  
       IF (ri<ric) THEN  
         rif(ig, k) = frif(ri)  
       ELSE  
         rif(ig, k) = rifc  
       END IF  
       IF (rif(ig,k)<0.16) THEN  
         alpha(ig, k) = falpha(rif(ig,k))  
         sm(ig, k) = fsm(rif(ig,k))  
       ELSE  
         alpha(ig, k) = 1.12  
         sm(ig, k) = 0.085  
       END IF  
       zz(ig, k) = b1*m2(ig, k)*(1.-rif(ig,k))*sm(ig, k)  
     END DO  
   END DO  
8    
9    ! iterration pour determiner la longueur de melange      ! From LMDZ4/libf/phylmd/yamada.F,v 1.1 2004/06/22 11:45:36
10    
11    DO ig = 1, ngrid      USE dimens_m
12      l0(ig) = 100.      USE dimphy
13    END DO      ! .......................................................................
14    DO k = 2, klev - 1      ! .......................................................................
15      DO ig = 1, ngrid  
16        l(ig, k) = l0(ig)*kap*zlev(ig, k)/(kap*zlev(ig,k)+l0(ig))      ! g  : g
17        ! zlev : altitude a chaque niveau (interface inferieure de la couche
18        ! de meme indice)
19        ! zlay : altitude au centre de chaque couche
20        ! u,v : vitesse au centre de chaque couche
21        ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps)
22        ! teta : temperature potentielle au centre de chaque couche
23        ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps)
24        ! q2 : $q^2$ au bas de chaque couche
25        ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps)
26        ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps)
27        ! km : diffusivite turbulente de quantite de mouvement (au bas de chaque
28        ! couche)
29        ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps)
30        ! kn : diffusivite turbulente des scalaires (au bas de chaque couche)
31        ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps)
32    
33        ! .......................................................................
34        REAL, INTENT (IN) :: g
35        REAL zlev(klon, klev+1)
36        REAL zlay(klon, klev)
37        REAL u(klon, klev)
38        REAL v(klon, klev)
39        REAL teta(klon, klev)
40        REAL q2(klon, klev+1)
41        REAL km(klon, klev+1)
42        REAL kn(klon, klev+1)
43        INTEGER ngrid
44    
45    
46        INTEGER nlay, nlev
47        PARAMETER (nlay=klev)
48        PARAMETER (nlev=klev+1)
49    
50        LOGICAL first
51        SAVE first
52        DATA first/.TRUE./
53    
54    
55        INTEGER ig, k
56    
57        REAL ri, zrif, zalpha, zsm
58        REAL rif(klon, klev+1), sm(klon, klev+1), alpha(klon, klev)
59    
60        REAL m2(klon, klev+1), dz(klon, klev+1), zq, n2(klon, klev+1)
61        REAL l(klon, klev+1), l0(klon)
62    
63        REAL sq(klon), sqz(klon), zz(klon, klev+1)
64        INTEGER iter
65    
66        REAL ric, rifc, b1, kap
67        SAVE ric, rifc, b1, kap
68        DATA ric, rifc, b1, kap/0.195, 0.191, 16.6, 0.3/
69    
70        IF (0==1 .AND. first) THEN
71           DO ig = 1, 1000
72              ri = (ig-800.)/500.
73              IF (ri<ric) THEN
74                 zrif = frif(ri)
75              ELSE
76                 zrif = rifc
77              END IF
78              IF (zrif<0.16) THEN
79                 zalpha = falpha(zrif)
80                 zsm = fsm(zrif)
81              ELSE
82                 zalpha = 1.12
83                 zsm = 0.085
84              END IF
85              PRINT *, ri, rif, zalpha, zsm
86           END DO
87           first = .FALSE.
88        END IF
89    
90        ! Correction d'un bug sauvage a verifier.
91        ! do k=2,nlev
92        DO k = 2, nlay
93           DO ig = 1, ngrid
94              dz(ig, k) = zlay(ig, k) - zlay(ig, k-1)
95              m2(ig, k) = ((u(ig,k)-u(ig,k-1))**2+(v(ig,k)-v(ig, &
96                   k-1))**2)/(dz(ig,k)*dz(ig,k))
97              n2(ig, k) = g*2.*(teta(ig,k)-teta(ig,k-1))/(teta(ig,k-1)+teta(ig,k))/ &
98                   dz(ig, k)
99              ri = n2(ig, k)/max(m2(ig,k), 1.E-10)
100              IF (ri<ric) THEN
101                 rif(ig, k) = frif(ri)
102              ELSE
103                 rif(ig, k) = rifc
104              END IF
105              IF (rif(ig,k)<0.16) THEN
106                 alpha(ig, k) = falpha(rif(ig,k))
107                 sm(ig, k) = fsm(rif(ig,k))
108              ELSE
109                 alpha(ig, k) = 1.12
110                 sm(ig, k) = 0.085
111              END IF
112              zz(ig, k) = b1*m2(ig, k)*(1.-rif(ig,k))*sm(ig, k)
113           END DO
114      END DO      END DO
   END DO  
115    
116    DO iter = 1, 10      ! iterration pour determiner la longueur de melange
117    
118      DO ig = 1, ngrid      DO ig = 1, ngrid
119        sq(ig) = 1.E-10         l0(ig) = 100.
       sqz(ig) = 1.E-10  
120      END DO      END DO
121      DO k = 2, klev - 1      DO k = 2, klev - 1
122        DO ig = 1, ngrid         DO ig = 1, ngrid
123          q2(ig, k) = l(ig, k)**2*zz(ig, k)            l(ig, k) = l0(ig)*kap*zlev(ig, k)/(kap*zlev(ig,k)+l0(ig))
124          l(ig, k) = min(l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig, &         END DO
125            k)+l0(ig)), 0.5*sqrt(q2(ig,k))/sqrt(max(n2(ig,k),1.E-10)))      END DO
126          zq = sqrt(q2(ig,k))  
127          sqz(ig) = sqz(ig) + zq*zlev(ig, k)*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1))      DO iter = 1, 10
128          sq(ig) = sq(ig) + zq*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1))         DO ig = 1, ngrid
129        END DO            sq(ig) = 1.E-10
130      END DO            sqz(ig) = 1.E-10
131      DO ig = 1, ngrid         END DO
132        l0(ig) = 0.2*sqz(ig)/sq(ig)         DO k = 2, klev - 1
133              DO ig = 1, ngrid
134                 q2(ig, k) = l(ig, k)**2*zz(ig, k)
135                 l(ig, k) = min(l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig, &
136                      k)+l0(ig)), 0.5*sqrt(q2(ig,k))/sqrt(max(n2(ig,k),1.E-10)))
137                 zq = sqrt(q2(ig,k))
138                 sqz(ig) = sqz(ig) + zq*zlev(ig, k)*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1))
139                 sq(ig) = sq(ig) + zq*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1))
140              END DO
141           END DO
142           DO ig = 1, ngrid
143              l0(ig) = 0.2*sqz(ig)/sq(ig)
144           END DO
145           ! (abd 3 5 2)         print*,'ITER=',iter,'  L0=',l0
146    
147      END DO      END DO
     ! (abd 3 5 2)         print*,'ITER=',iter,'  L0=',l0  
148    
149    END DO      DO k = 2, klev
150           DO ig = 1, ngrid
151              l(ig, k) = min(l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig, &
152                   k)+l0(ig)), 0.5*sqrt(q2(ig,k))/sqrt(max(n2(ig,k),1.E-10)))
153              q2(ig, k) = l(ig, k)**2*zz(ig, k)
154              km(ig, k) = l(ig, k)*sqrt(q2(ig,k))*sm(ig, k)
155              kn(ig, k) = km(ig, k)*alpha(ig, k)
156           END DO
157        END DO
158    
159      contains
160    
161        REAL function frif(ri)
162          real ri
163          frif = 0.6588*(ri+0.1776-sqrt(ri*ri-0.3221*ri+0.03156))
164        end function frif
165    
166        REAL function falpha(ri)
167          real ri
168          falpha = 1.318*(0.2231-ri)/(0.2341-ri)
169        end function falpha
170    
171        REAL function fsm(ri)
172          real ri
173          fsm = 1.96*(0.1912-ri)*(0.2341-ri)/((1.-ri)*(0.2231-ri))
174        end function fsm
175    
176    DO k = 2, klev    END SUBROUTINE yamada
     DO ig = 1, ngrid  
       l(ig, k) = min(l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig, &  
         k)+l0(ig)), 0.5*sqrt(q2(ig,k))/sqrt(max(n2(ig,k),1.E-10)))  
       q2(ig, k) = l(ig, k)**2*zz(ig, k)  
       km(ig, k) = l(ig, k)*sqrt(q2(ig,k))*sm(ig, k)  
       kn(ig, k) = km(ig, k)*alpha(ig, k)  
     END DO  
   END DO  
177    
178    RETURN  end module yamada_m
 END SUBROUTINE yamada  
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Removed from v.82  
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