1 |
module flxmain_m |
2 |
|
3 |
IMPLICIT none |
4 |
|
5 |
contains |
6 |
|
7 |
SUBROUTINE flxmain(dtime, pt, pqen, pqsen, pqhfl, pap, paph, pgeo, ldland, & |
8 |
ptte, pqte, pvervel, prsfc, pssfc, kcbot, kctop, kdtop, pmfu, pmfd, & |
9 |
pen_u, pde_u, pen_d, pde_d, dt_con, dq_con, pmflxr, pmflxs) |
10 |
|
11 |
USE dimphy, ONLY: klev, klon |
12 |
use flxasc_m, only: flxasc |
13 |
use flxflux_m, only: flxflux |
14 |
use flxini_m, only: flxini |
15 |
USE suphec_m, ONLY: rcpd, retv, rg, rlvtt |
16 |
USE yoecumf, ONLY: flxsetup, cmfdeps, entrpen, entrscv, lmfdd |
17 |
USE yoethf_m, ONLY: r4les, r5les |
18 |
|
19 |
REAL, intent(in):: dtime |
20 |
REAL, intent(in):: pt(klon, klev) |
21 |
real pqen(klon, klev) |
22 |
real, intent(inout):: pqsen(klon, klev) |
23 |
REAL, intent(in):: pqhfl(klon) |
24 |
real pap(klon, klev), paph(klon, klev+1) |
25 |
REAL, intent(in):: pgeo(klon, klev) |
26 |
LOGICAL ldland(klon) |
27 |
REAL ptte(klon, klev) |
28 |
REAL pqte(klon, klev) |
29 |
REAL pvervel(klon, klev) |
30 |
REAL prsfc(klon), pssfc(klon) |
31 |
INTEGER kcbot(klon), kctop(klon) |
32 |
INTEGER kdtop(klon) |
33 |
REAL pmfu(klon, klev) |
34 |
real pmfd(klon, klev) |
35 |
REAL pen_u(klon, klev), pde_u(klon, klev) |
36 |
REAL pen_d(klon, klev), pde_d(klon, klev) |
37 |
REAL dt_con(klon, klev), dq_con(klon, klev) |
38 |
REAL pmflxr(klon, klev+1) |
39 |
REAL pmflxs(klon, klev+1) |
40 |
|
41 |
! Local: |
42 |
REAL ptu(klon, klev), pqu(klon, klev), plu(klon, klev) |
43 |
REAL plude(klon, klev) |
44 |
INTEGER ktype(klon) |
45 |
LOGICAL ldcum(klon) |
46 |
|
47 |
REAL ztenh(klon, klev), zqenh(klon, klev), zqsenh(klon, klev) |
48 |
REAL zgeoh(klon, klev) |
49 |
REAL zmfub(klon), zmfub1(klon) |
50 |
REAL zmfus(klon, klev), zmfuq(klon, klev), zmful(klon, klev) |
51 |
REAL zdmfup(klon, klev), zdpmel(klon, klev) |
52 |
REAL zentr(klon), zhcbase(klon) |
53 |
REAL zdqpbl(klon), zdqcv(klon), zdhpbl(klon) |
54 |
REAL zrfl(klon) |
55 |
INTEGER ilab(klon, klev), ictop0(klon) |
56 |
LOGICAL llo1 |
57 |
REAL zmfmax, zdh |
58 |
real zqumqe, zdqmin, zalvdcp, zhsat, zzz |
59 |
REAL zhhat, zpbmpt, zgam, zeps, zfac |
60 |
INTEGER i, k, ikb, itopm2, kcum |
61 |
|
62 |
|
63 |
REAL ptd(klon, klev), pqd(klon, klev) |
64 |
REAL zmfds(klon, klev), zmfdq(klon, klev), zdmfdp(klon, klev) |
65 |
LOGICAL lddraf(klon) |
66 |
|
67 |
LOGICAL:: firstcal = .TRUE. |
68 |
|
69 |
!--------------------------------------------------------------------- |
70 |
|
71 |
IF (firstcal) THEN |
72 |
CALL flxsetup |
73 |
firstcal = .FALSE. |
74 |
ENDIF |
75 |
|
76 |
DO i = 1, klon |
77 |
ldcum(i) = .FALSE. |
78 |
ENDDO |
79 |
DO k = 1, klev |
80 |
DO i = 1, klon |
81 |
dt_con(i, k) = 0.0 |
82 |
dq_con(i, k) = 0.0 |
83 |
ENDDO |
84 |
ENDDO |
85 |
|
86 |
! initialiser les variables et faire l'interpolation verticale |
87 |
|
88 |
CALL flxini(pt, pqen, pqsen, pgeo, paph, zgeoh, ztenh, zqenh, zqsenh, & |
89 |
ptu, pqu, ptd, pqd, pmfd, zmfds, zmfdq, zdmfdp, pmfu, zmfus, zmfuq, & |
90 |
zdmfup, zdpmel, plu, plude, ilab, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d) |
91 |
|
92 |
! determiner les valeurs au niveau de base de la tour convective |
93 |
|
94 |
CALL flxbase(ztenh, zqenh, zgeoh, paph, & |
95 |
ptu, pqu, plu, ldcum, kcbot, ilab) |
96 |
|
97 |
! calculer la convergence totale de l'humidite et celle en provenance |
98 |
! de la couche limite, plus precisement, la convergence integree entre |
99 |
! le sol et la base de la convection. Cette derniere convergence est |
100 |
! comparee avec l'evaporation obtenue dans la couche limite pour |
101 |
! determiner le type de la convection |
102 |
|
103 |
k=1 |
104 |
DO i = 1, klon |
105 |
zdqcv(i) = pqte(i, k)*(paph(i, k+1)-paph(i, k)) |
106 |
zdhpbl(i) = 0.0 |
107 |
zdqpbl(i) = 0.0 |
108 |
ENDDO |
109 |
|
110 |
DO k=2, klev |
111 |
DO i = 1, klon |
112 |
zdqcv(i)=zdqcv(i)+pqte(i, k)*(paph(i, k+1)-paph(i, k)) |
113 |
IF (k.GE.kcbot(i)) THEN |
114 |
zdqpbl(i)=zdqpbl(i)+pqte(i, k)*(paph(i, k+1)-paph(i, k)) |
115 |
zdhpbl(i)=zdhpbl(i)+(RCPD*ptte(i, k)+RLVTT*pqte(i, k)) & |
116 |
*(paph(i, k+1)-paph(i, k)) |
117 |
ENDIF |
118 |
ENDDO |
119 |
ENDDO |
120 |
|
121 |
DO i = 1, klon |
122 |
if (zdqcv(i) > MAX(0., - 1.5 * pqhfl(i) * RG)) then |
123 |
ktype(i) = 1 |
124 |
else |
125 |
ktype(i) = 2 |
126 |
end if |
127 |
ENDDO |
128 |
|
129 |
! Déterminer le flux de masse entrant à travers la base. On |
130 |
! ignore, pour l'instant, l'effet du panache descendant |
131 |
|
132 |
DO i = 1, klon |
133 |
ikb=kcbot(i) |
134 |
zqumqe=pqu(i, ikb)+plu(i, ikb)-zqenh(i, ikb) |
135 |
zdqmin=MAX(0.01*zqenh(i, ikb), 1.E-10) |
136 |
IF (zdqpbl(i) > 0..AND.zqumqe > zdqmin.AND.ldcum(i)) THEN |
137 |
zmfub(i) = zdqpbl(i)/(RG*MAX(zqumqe, zdqmin)) |
138 |
ELSE |
139 |
zmfub(i) = 0.01 |
140 |
ldcum(i)=.FALSE. |
141 |
ENDIF |
142 |
IF (ktype(i) == 2) THEN |
143 |
zdh = RCPD*(ptu(i, ikb)-ztenh(i, ikb)) + RLVTT*zqumqe |
144 |
zdh = RG * MAX(zdh, 1.0E5*zdqmin) |
145 |
IF (zdhpbl(i) > 0..AND.ldcum(i))zmfub(i)=zdhpbl(i)/zdh |
146 |
ENDIF |
147 |
zmfmax = (paph(i, ikb)-paph(i, ikb-1)) / (RG*dtime) |
148 |
zmfub(i) = MIN(zmfub(i), zmfmax) |
149 |
zentr(i) = ENTRSCV |
150 |
IF (ktype(i) == 1) zentr(i) = ENTRPEN |
151 |
ENDDO |
152 |
|
153 |
! DETERMINE CLOUD ASCENT FOR ENTRAINING PLUME |
154 |
|
155 |
! (A) calculer d'abord la hauteur "theorique" de la tour convective sans |
156 |
! considerer l'entrainement ni le detrainement du panache, sachant |
157 |
! ces derniers peuvent abaisser la hauteur theorique. |
158 |
|
159 |
DO i = 1, klon |
160 |
ikb=kcbot(i) |
161 |
zhcbase(i)=RCPD*ptu(i, ikb)+zgeoh(i, ikb)+RLVTT*pqu(i, ikb) |
162 |
ictop0(i)=kcbot(i)-1 |
163 |
ENDDO |
164 |
|
165 |
zalvdcp=RLVTT/RCPD |
166 |
DO k=klev-1, 3, -1 |
167 |
DO i = 1, klon |
168 |
zhsat=RCPD*ztenh(i, k)+zgeoh(i, k)+RLVTT*zqsenh(i, k) |
169 |
zgam=R5LES*zalvdcp*zqsenh(i, k)/ & |
170 |
((1.-RETV *zqsenh(i, k))*(ztenh(i, k)-R4LES)**2) |
171 |
zzz=RCPD*ztenh(i, k)*0.608 |
172 |
zhhat=zhsat-(zzz+zgam*zzz)/(1.+zgam*zzz/RLVTT)* & |
173 |
MAX(zqsenh(i, k)-zqenh(i, k), 0.) |
174 |
IF(k < ictop0(i).AND.zhcbase(i) > zhhat) ictop0(i)=k |
175 |
ENDDO |
176 |
ENDDO |
177 |
|
178 |
! (B) calculer le panache ascendant |
179 |
|
180 |
CALL flxasc(dtime, ztenh, zqenh, pt, pqen, pqsen, pgeo, zgeoh, pap, & |
181 |
paph, pqte, pvervel, ldland, ldcum, ktype, ilab, ptu, pqu, plu, & |
182 |
pmfu, zmfub, zentr, zmfus, zmfuq, zmful, plude, zdmfup, kcbot, & |
183 |
kctop, ictop0, kcum, pen_u, pde_u) |
184 |
|
185 |
IF (kcum /= 0) then |
186 |
! verifier l'epaisseur de la convection et changer eventuellement |
187 |
! le taux d'entrainement/detrainement |
188 |
|
189 |
DO i = 1, klon |
190 |
zpbmpt=paph(i, kcbot(i))-paph(i, kctop(i)) |
191 |
IF(ldcum(i) .AND. ktype(i) == 1 .AND. zpbmpt < 2E4) ktype(i) = 2 |
192 |
IF(ldcum(i)) ictop0(i)=kctop(i) |
193 |
IF(ktype(i) == 2) zentr(i)=ENTRSCV |
194 |
ENDDO |
195 |
|
196 |
IF (lmfdd) THEN ! si l'on considere le panache descendant |
197 |
! calculer la precipitation issue du panache ascendant pour |
198 |
! determiner l'existence du panache descendant dans la convection |
199 |
DO i = 1, klon |
200 |
zrfl(i)=zdmfup(i, 1) |
201 |
ENDDO |
202 |
DO k=2, klev |
203 |
DO i = 1, klon |
204 |
zrfl(i)=zrfl(i)+zdmfup(i, k) |
205 |
ENDDO |
206 |
ENDDO |
207 |
|
208 |
! determiner le LFS (level of free sinking: niveau de plonge libre) |
209 |
CALL flxdlfs(ztenh, zqenh, zgeoh, paph, ptu, pqu, & |
210 |
ldcum, kcbot, kctop, zmfub, zrfl, & |
211 |
ptd, pqd, & |
212 |
pmfd, zmfds, zmfdq, zdmfdp, & |
213 |
kdtop, lddraf) |
214 |
|
215 |
! calculer le panache descendant |
216 |
CALL flxddraf(ztenh, zqenh, & |
217 |
zgeoh, paph, zrfl, & |
218 |
ptd, pqd, & |
219 |
pmfd, zmfds, zmfdq, zdmfdp, & |
220 |
lddraf, pen_d, pde_d) |
221 |
|
222 |
! calculer de nouveau le flux de masse entrant a travers la base |
223 |
! de la convection, sachant qu'il a ete modifie par le panache |
224 |
! descendant |
225 |
DO i = 1, klon |
226 |
IF (lddraf(i)) THEN |
227 |
ikb = kcbot(i) |
228 |
llo1 = PMFD(i, ikb) < 0. |
229 |
zeps = 0. |
230 |
IF (llo1) zeps = CMFDEPS |
231 |
zqumqe = pqu(i, ikb)+plu(i, ikb)- & |
232 |
zeps*pqd(i, ikb)-(1.-zeps)*zqenh(i, ikb) |
233 |
zdqmin = MAX(0.01*zqenh(i, ikb), 1.E-10) |
234 |
zmfmax = (paph(i, ikb)-paph(i, ikb-1)) / (RG*dtime) |
235 |
IF (zdqpbl(i) > 0..AND.zqumqe > zdqmin.AND.ldcum(i) & |
236 |
.AND.zmfub(i) < zmfmax) THEN |
237 |
zmfub1(i) = zdqpbl(i) / (RG*MAX(zqumqe, zdqmin)) |
238 |
ELSE |
239 |
zmfub1(i) = zmfub(i) |
240 |
ENDIF |
241 |
IF (ktype(i) == 2) THEN |
242 |
zdh = RCPD*(ptu(i, ikb)-zeps*ptd(i, ikb)- & |
243 |
(1.-zeps)*ztenh(i, ikb))+RLVTT*zqumqe |
244 |
zdh = RG * MAX(zdh, 1.0E5*zdqmin) |
245 |
IF (zdhpbl(i) > 0..AND.ldcum(i))zmfub1(i)=zdhpbl(i)/zdh |
246 |
ENDIF |
247 |
IF (.NOT. ((ktype(i) == 1 .OR. ktype(i) == 2) .AND. & |
248 |
ABS(zmfub1(i)-zmfub(i)) < 0.2*zmfub(i))) & |
249 |
zmfub1(i) = zmfub(i) |
250 |
ENDIF |
251 |
ENDDO |
252 |
DO k = 1, klev |
253 |
DO i = 1, klon |
254 |
IF (lddraf(i)) THEN |
255 |
zfac = zmfub1(i)/MAX(zmfub(i), 1.E-10) |
256 |
pmfd(i, k) = pmfd(i, k)*zfac |
257 |
zmfds(i, k) = zmfds(i, k)*zfac |
258 |
zmfdq(i, k) = zmfdq(i, k)*zfac |
259 |
zdmfdp(i, k) = zdmfdp(i, k)*zfac |
260 |
pen_d(i, k) = pen_d(i, k)*zfac |
261 |
pde_d(i, k) = pde_d(i, k)*zfac |
262 |
ENDIF |
263 |
ENDDO |
264 |
ENDDO |
265 |
DO i = 1, klon |
266 |
IF (lddraf(i)) zmfub(i)=zmfub1(i) |
267 |
ENDDO |
268 |
ENDIF ! fin de test sur lmfdd |
269 |
|
270 |
! calculer de nouveau le panache ascendant |
271 |
|
272 |
CALL flxasc(dtime, ztenh, zqenh, pt, pqen, pqsen, pgeo, zgeoh, pap, & |
273 |
paph, pqte, pvervel, ldland, ldcum, ktype, ilab, ptu, pqu, plu, & |
274 |
pmfu, zmfub, zentr, zmfus, zmfuq, zmful, plude, zdmfup, kcbot, & |
275 |
kctop, ictop0, kcum, pen_u, pde_u) |
276 |
|
277 |
! Déterminer les flux convectifs en forme finale, ainsi que la |
278 |
! quantité des précipitations |
279 |
|
280 |
CALL flxflux(dtime, pqen, pqsen, ztenh, zqenh, pap, paph, & |
281 |
ldland, zgeoh, kcbot, kctop, lddraf, kdtop, ktype, ldcum, & |
282 |
pmfu, pmfd, zmfus, zmfds, zmfuq, zmfdq, zmful, plude, & |
283 |
zdmfup, zdmfdp, pt, prsfc, pssfc, zdpmel, itopm2, & |
284 |
pmflxr, pmflxs) |
285 |
|
286 |
! calculer les tendances pour T et Q |
287 |
|
288 |
CALL flxdtdq(itopm2, paph, ldcum, pt, zmfus, zmfds, zmfuq, zmfdq, & |
289 |
zmful, zdmfup, zdmfdp, zdpmel, dt_con, dq_con) |
290 |
end IF |
291 |
|
292 |
END SUBROUTINE flxmain |
293 |
|
294 |
end module flxmain_m |