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! |
module yamada_m |
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! $Header: /home/cvsroot/LMDZ4/libf/phylmd/yamada.F,v 1.1 2004/06/22 11:45:36 lmdzadmin Exp $ |
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|
! |
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|
SUBROUTINE yamada(ngrid,g,rconst,plev,temp |
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s ,zlev,zlay,u,v,teta,cd,q2,km,kn,ustar |
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s ,l_mix) |
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use dimens_m |
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use dimphy |
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IMPLICIT NONE |
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c....................................................................... |
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c....................................................................... |
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c |
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c g : g |
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c zlev : altitude a chaque niveau (interface inferieure de la couche |
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c de meme indice) |
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c zlay : altitude au centre de chaque couche |
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c u,v : vitesse au centre de chaque couche |
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c (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
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c teta : temperature potentielle au centre de chaque couche |
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c (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
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c cd : cdrag |
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c (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
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c q2 : $q^2$ au bas de chaque couche |
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c (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
|
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c (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
|
|
c km : diffusivite turbulente de quantite de mouvement (au bas de chaque |
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c couche) |
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c (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
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c kn : diffusivite turbulente des scalaires (au bas de chaque couche) |
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|
c (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
|
|
c |
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c....................................................................... |
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REAL g,rconst |
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real plev(klon,klev+1),temp(klon,klev) |
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real ustar(klon),snstable |
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REAL zlev(klon,klev+1) |
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REAL zlay(klon,klev) |
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REAL u(klon,klev) |
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REAL v(klon,klev) |
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REAL teta(klon,klev) |
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REAL cd(klon) |
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REAL q2(klon,klev+1) |
|
|
REAL km(klon,klev+1) |
|
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REAL kn(klon,klev+1) |
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integer l_mix,ngrid |
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integer nlay,nlev |
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PARAMETER (nlay=klev) |
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PARAMETER (nlev=klev+1) |
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logical first |
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save first |
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data first/.true./ |
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integer ig,k |
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real ri,zrif,zalpha,zsm |
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real rif(klon,klev+1),sm(klon,klev+1),alpha(klon,klev) |
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|
|
|
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) |
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integer iter |
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real ric,rifc,b1,kap |
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|
save ric,rifc,b1,kap |
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|
data ric,rifc,b1,kap/0.195,0.191,16.6,0.3/ |
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|
|
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real frif,falpha,fsm |
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frif(ri)=0.6588*(ri+0.1776-sqrt(ri*ri-0.3221*ri+0.03156)) |
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|
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)) |
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|
if (0.eq.1.and.first) then |
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do ig=1,1000 |
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ri=(ig-800.)/500. |
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|
if (ri.lt.ric) then |
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|
zrif=frif(ri) |
|
|
else |
|
|
zrif=rifc |
|
|
endif |
|
|
if(zrif.lt.0.16) then |
|
|
zalpha=falpha(zrif) |
|
|
zsm=fsm(zrif) |
|
|
else |
|
|
zalpha=1.12 |
|
|
zsm=0.085 |
|
|
endif |
|
|
print*,ri,rif,zalpha,zsm |
|
|
enddo |
|
|
first=.false. |
|
|
endif |
|
|
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|
|
c Correction d'un bug sauvage a verifier. |
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c do k=2,nlev |
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do k=2,nlay |
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do ig=1,ngrid |
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|
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) |
|
|
s /(dz(ig,k)*dz(ig,k)) |
|
|
n2(ig,k)=g*2.*(teta(ig,k)-teta(ig,k-1)) |
|
|
s /(teta(ig,k-1)+teta(ig,k)) /dz(ig,k) |
|
|
ri=n2(ig,k)/max(m2(ig,k),1.e-10) |
|
|
if (ri.lt.ric) then |
|
|
rif(ig,k)=frif(ri) |
|
|
else |
|
|
rif(ig,k)=rifc |
|
|
endif |
|
|
if(rif(ig,k).lt.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 |
|
|
endif |
|
|
zz(ig,k)=b1*m2(ig,k)*(1.-rif(ig,k))*sm(ig,k) |
|
|
enddo |
|
|
enddo |
|
|
|
|
|
c iterration pour determiner la longueur de melange |
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|
|
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|
do ig=1,ngrid |
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|
l0(ig)=100. |
|
|
enddo |
|
|
do k=2,klev-1 |
|
|
do ig=1,ngrid |
|
|
l(ig,k)=l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig,k)+l0(ig)) |
|
|
enddo |
|
|
enddo |
|
|
|
|
|
do iter=1,10 |
|
|
do ig=1,ngrid |
|
|
sq(ig)=1.e-10 |
|
|
sqz(ig)=1.e-10 |
|
|
enddo |
|
|
do k=2,klev-1 |
|
|
do ig=1,ngrid |
|
|
q2(ig,k)=l(ig,k)**2*zz(ig,k) |
|
|
l(ig,k)=min(l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig,k)+l0(ig)) |
|
|
s ,0.5*sqrt(q2(ig,k))/sqrt(max(n2(ig,k),1.e-10))) |
|
|
zq=sqrt(q2(ig,k)) |
|
|
sqz(ig)=sqz(ig)+zq*zlev(ig,k)*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
|
|
sq(ig)=sq(ig)+zq*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
|
|
enddo |
|
|
enddo |
|
|
do ig=1,ngrid |
|
|
l0(ig)=0.2*sqz(ig)/sq(ig) |
|
|
enddo |
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|
c(abd 3 5 2) print*,'ITER=',iter,' L0=',l0 |
|
|
|
|
|
enddo |
|
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|
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|
do k=2,klev |
|
|
do ig=1,ngrid |
|
|
l(ig,k)=min(l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig,k)+l0(ig)) |
|
|
s ,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) |
|
|
enddo |
|
|
enddo |
|
2 |
|
|
3 |
return |
IMPLICIT NONE |
4 |
end |
|
5 |
|
contains |
6 |
|
|
7 |
|
SUBROUTINE yamada(ngrid, g, rconst, plev, temp, zlev, zlay, u, v, teta, q2, & |
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|
km, kn, ustar, l_mix) |
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|
! From LMDZ4/libf/phylmd/yamada.F,v 1.1 2004/06/22 11:45:36 |
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USE dimens_m |
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USE dimphy |
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! ....................................................................... |
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|
! ....................................................................... |
16 |
|
|
17 |
|
! g : g |
18 |
|
! zlev : altitude a chaque niveau (interface inferieure de la couche |
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|
! de meme indice) |
20 |
|
! zlay : altitude au centre de chaque couche |
21 |
|
! u,v : vitesse au centre de chaque couche |
22 |
|
! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
23 |
|
! teta : temperature potentielle au centre de chaque couche |
24 |
|
! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
25 |
|
! q2 : $q^2$ au bas de chaque couche |
26 |
|
! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
27 |
|
! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
28 |
|
! km : diffusivite turbulente de quantite de mouvement (au bas de chaque |
29 |
|
! couche) |
30 |
|
! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
31 |
|
! kn : diffusivite turbulente des scalaires (au bas de chaque couche) |
32 |
|
! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
33 |
|
|
34 |
|
! ....................................................................... |
35 |
|
REAL, INTENT (IN) :: g |
36 |
|
REAL rconst |
37 |
|
REAL plev(klon, klev+1), temp(klon, klev) |
38 |
|
REAL ustar(klon), snstable |
39 |
|
REAL zlev(klon, klev+1) |
40 |
|
REAL zlay(klon, klev) |
41 |
|
REAL u(klon, klev) |
42 |
|
REAL v(klon, klev) |
43 |
|
REAL teta(klon, klev) |
44 |
|
REAL q2(klon, klev+1) |
45 |
|
REAL km(klon, klev+1) |
46 |
|
REAL kn(klon, klev+1) |
47 |
|
INTEGER l_mix, ngrid |
48 |
|
|
49 |
|
|
50 |
|
INTEGER nlay, nlev |
51 |
|
PARAMETER (nlay=klev) |
52 |
|
PARAMETER (nlev=klev+1) |
53 |
|
|
54 |
|
LOGICAL first |
55 |
|
SAVE first |
56 |
|
DATA first/.TRUE./ |
57 |
|
|
58 |
|
|
59 |
|
INTEGER ig, k |
60 |
|
|
61 |
|
REAL ri, zrif, zalpha, zsm |
62 |
|
REAL rif(klon, klev+1), sm(klon, klev+1), alpha(klon, klev) |
63 |
|
|
64 |
|
REAL m2(klon, klev+1), dz(klon, klev+1), zq, n2(klon, klev+1) |
65 |
|
REAL l(klon, klev+1), l0(klon) |
66 |
|
|
67 |
|
REAL sq(klon), sqz(klon), zz(klon, klev+1) |
68 |
|
INTEGER iter |
69 |
|
|
70 |
|
REAL ric, rifc, b1, kap |
71 |
|
SAVE ric, rifc, b1, kap |
72 |
|
DATA ric, rifc, b1, kap/0.195, 0.191, 16.6, 0.3/ |
73 |
|
|
74 |
|
IF (0==1 .AND. first) THEN |
75 |
|
DO ig = 1, 1000 |
76 |
|
ri = (ig-800.)/500. |
77 |
|
IF (ri<ric) THEN |
78 |
|
zrif = frif(ri) |
79 |
|
ELSE |
80 |
|
zrif = rifc |
81 |
|
END IF |
82 |
|
IF (zrif<0.16) THEN |
83 |
|
zalpha = falpha(zrif) |
84 |
|
zsm = fsm(zrif) |
85 |
|
ELSE |
86 |
|
zalpha = 1.12 |
87 |
|
zsm = 0.085 |
88 |
|
END IF |
89 |
|
PRINT *, ri, rif, zalpha, zsm |
90 |
|
END DO |
91 |
|
first = .FALSE. |
92 |
|
END IF |
93 |
|
|
94 |
|
! Correction d'un bug sauvage a verifier. |
95 |
|
! do k=2,nlev |
96 |
|
DO k = 2, nlay |
97 |
|
DO ig = 1, ngrid |
98 |
|
dz(ig, k) = zlay(ig, k) - zlay(ig, k-1) |
99 |
|
m2(ig, k) = ((u(ig,k)-u(ig,k-1))**2+(v(ig,k)-v(ig, & |
100 |
|
k-1))**2)/(dz(ig,k)*dz(ig,k)) |
101 |
|
n2(ig, k) = g*2.*(teta(ig,k)-teta(ig,k-1))/(teta(ig,k-1)+teta(ig,k))/ & |
102 |
|
dz(ig, k) |
103 |
|
ri = n2(ig, k)/max(m2(ig,k), 1.E-10) |
104 |
|
IF (ri<ric) THEN |
105 |
|
rif(ig, k) = frif(ri) |
106 |
|
ELSE |
107 |
|
rif(ig, k) = rifc |
108 |
|
END IF |
109 |
|
IF (rif(ig,k)<0.16) THEN |
110 |
|
alpha(ig, k) = falpha(rif(ig,k)) |
111 |
|
sm(ig, k) = fsm(rif(ig,k)) |
112 |
|
ELSE |
113 |
|
alpha(ig, k) = 1.12 |
114 |
|
sm(ig, k) = 0.085 |
115 |
|
END IF |
116 |
|
zz(ig, k) = b1*m2(ig, k)*(1.-rif(ig,k))*sm(ig, k) |
117 |
|
END DO |
118 |
|
END DO |
119 |
|
|
120 |
|
! iterration pour determiner la longueur de melange |
121 |
|
|
122 |
|
DO ig = 1, ngrid |
123 |
|
l0(ig) = 100. |
124 |
|
END DO |
125 |
|
DO k = 2, klev - 1 |
126 |
|
DO ig = 1, ngrid |
127 |
|
l(ig, k) = l0(ig)*kap*zlev(ig, k)/(kap*zlev(ig,k)+l0(ig)) |
128 |
|
END DO |
129 |
|
END DO |
130 |
|
|
131 |
|
DO iter = 1, 10 |
132 |
|
DO ig = 1, ngrid |
133 |
|
sq(ig) = 1.E-10 |
134 |
|
sqz(ig) = 1.E-10 |
135 |
|
END DO |
136 |
|
DO k = 2, klev - 1 |
137 |
|
DO ig = 1, ngrid |
138 |
|
q2(ig, k) = l(ig, k)**2*zz(ig, k) |
139 |
|
l(ig, k) = min(l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig, & |
140 |
|
k)+l0(ig)), 0.5*sqrt(q2(ig,k))/sqrt(max(n2(ig,k),1.E-10))) |
141 |
|
zq = sqrt(q2(ig,k)) |
142 |
|
sqz(ig) = sqz(ig) + zq*zlev(ig, k)*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
143 |
|
sq(ig) = sq(ig) + zq*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
144 |
|
END DO |
145 |
|
END DO |
146 |
|
DO ig = 1, ngrid |
147 |
|
l0(ig) = 0.2*sqz(ig)/sq(ig) |
148 |
|
END DO |
149 |
|
! (abd 3 5 2) print*,'ITER=',iter,' L0=',l0 |
150 |
|
|
151 |
|
END DO |
152 |
|
|
153 |
|
DO k = 2, klev |
154 |
|
DO ig = 1, ngrid |
155 |
|
l(ig, k) = min(l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig, & |
156 |
|
k)+l0(ig)), 0.5*sqrt(q2(ig,k))/sqrt(max(n2(ig,k),1.E-10))) |
157 |
|
q2(ig, k) = l(ig, k)**2*zz(ig, k) |
158 |
|
km(ig, k) = l(ig, k)*sqrt(q2(ig,k))*sm(ig, k) |
159 |
|
kn(ig, k) = km(ig, k)*alpha(ig, k) |
160 |
|
END DO |
161 |
|
END DO |
162 |
|
|
163 |
|
contains |
164 |
|
|
165 |
|
REAL function frif(ri) |
166 |
|
real ri |
167 |
|
frif = 0.6588*(ri+0.1776-sqrt(ri*ri-0.3221*ri+0.03156)) |
168 |
|
end function frif |
169 |
|
|
170 |
|
REAL function falpha(ri) |
171 |
|
real ri |
172 |
|
falpha = 1.318*(0.2231-ri)/(0.2341-ri) |
173 |
|
end function falpha |
174 |
|
|
175 |
|
REAL function fsm(ri) |
176 |
|
real ri |
177 |
|
fsm = 1.96*(0.1912-ri)*(0.2341-ri)/((1.-ri)*(0.2231-ri)) |
178 |
|
end function fsm |
179 |
|
|
180 |
|
END SUBROUTINE yamada |
181 |
|
|
182 |
|
end module yamada_m |