| 1 |
module flxmain_m |
| 2 |
|
| 3 |
IMPLICIT none |
| 4 |
|
| 5 |
contains |
| 6 |
|
| 7 |
SUBROUTINE flxmain(dtime, ten, qen, qsen, pqhfl, pap, paph, pgeo, ldland, & |
| 8 |
ptte, pqte, pvervel, prsfc, pssfc, kcbot, kctop, kdtop, mfu, mfd, & |
| 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 flxdtdq_m, only: flxdtdq |
| 14 |
use flxflux_m, only: flxflux |
| 15 |
use flxini_m, only: flxini |
| 16 |
USE suphec_m, ONLY: rcpd, retv, rg, rlvtt |
| 17 |
USE yoecumf, ONLY: flxsetup, cmfdeps, entrpen, entrscv, lmfdd |
| 18 |
USE yoethf_m, ONLY: r4les, r5les |
| 19 |
|
| 20 |
REAL, intent(in):: dtime |
| 21 |
REAL, intent(in):: ten(klon, klev) |
| 22 |
real, intent(in):: qen(klon, klev) |
| 23 |
real, intent(inout):: qsen(klon, klev) |
| 24 |
REAL, intent(in):: pqhfl(klon) |
| 25 |
real pap(klon, klev), paph(klon, klev+1) |
| 26 |
REAL, intent(in):: pgeo(klon, klev) |
| 27 |
LOGICAL ldland(klon) |
| 28 |
REAL ptte(klon, klev) |
| 29 |
REAL pqte(klon, klev) |
| 30 |
REAL pvervel(klon, klev) |
| 31 |
REAL prsfc(klon), pssfc(klon) |
| 32 |
INTEGER kcbot(klon), kctop(klon) |
| 33 |
INTEGER kdtop(klon) |
| 34 |
REAL, intent(out):: mfu(klon, klev) |
| 35 |
real, intent(out):: mfd(klon, klev) |
| 36 |
REAL pen_u(klon, klev), pde_u(klon, klev) |
| 37 |
REAL pen_d(klon, klev), pde_d(klon, klev) |
| 38 |
REAL dt_con(klon, klev), dq_con(klon, klev) |
| 39 |
REAL pmflxr(klon, klev+1) |
| 40 |
REAL pmflxs(klon, klev+1) |
| 41 |
|
| 42 |
! Local: |
| 43 |
REAL ptu(klon, klev), pqu(klon, klev), plu(klon, klev) |
| 44 |
REAL plude(klon, klev) |
| 45 |
INTEGER ktype(klon) |
| 46 |
LOGICAL ldcum(klon) |
| 47 |
|
| 48 |
REAL ztenh(klon, klev), zqenh(klon, klev), zqsenh(klon, klev) |
| 49 |
REAL zgeoh(klon, klev) |
| 50 |
REAL mfub(klon), mfub1(klon) |
| 51 |
REAL mfus(klon, klev), mfuq(klon, klev), mful(klon, klev) |
| 52 |
REAL zdmfup(klon, klev), zdpmel(klon, klev) |
| 53 |
REAL zentr(klon), zhcbase(klon) |
| 54 |
REAL zdqpbl(klon), zdqcv(klon), zdhpbl(klon) |
| 55 |
REAL zrfl(klon) |
| 56 |
INTEGER ilab(klon, klev), ictop0(klon) |
| 57 |
LOGICAL llo1 |
| 58 |
REAL zmfmax, zdh |
| 59 |
real zqumqe, zdqmin, zalvdcp, zhsat, zzz |
| 60 |
REAL zhhat, zpbmpt, zgam, zeps, zfac |
| 61 |
INTEGER i, k, ikb, itopm2, kcum |
| 62 |
|
| 63 |
|
| 64 |
REAL ptd(klon, klev), pqd(klon, klev) |
| 65 |
REAL zmfds(klon, klev), zmfdq(klon, klev), zdmfdp(klon, klev) |
| 66 |
LOGICAL lddraf(klon) |
| 67 |
|
| 68 |
LOGICAL:: firstcal = .TRUE. |
| 69 |
|
| 70 |
!--------------------------------------------------------------------- |
| 71 |
|
| 72 |
IF (firstcal) THEN |
| 73 |
CALL flxsetup |
| 74 |
firstcal = .FALSE. |
| 75 |
ENDIF |
| 76 |
|
| 77 |
ldcum = .FALSE. |
| 78 |
dt_con = 0. |
| 79 |
dq_con = 0. |
| 80 |
|
| 81 |
! Initialiser les variables et faire l'interpolation verticale : |
| 82 |
CALL flxini(ten, qen, qsen, pgeo, paph, zgeoh, ztenh, zqenh, zqsenh, & |
| 83 |
ptu, pqu, ptd, pqd, mfd, zmfds, zmfdq, zdmfdp, mfu, mfus, mfuq, & |
| 84 |
zdmfup, zdpmel, plu, plude, ilab, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d) |
| 85 |
|
| 86 |
! Déterminer les valeurs au niveau de base de la tour convective : |
| 87 |
CALL flxbase(ztenh, zqenh, zgeoh, paph, ptu, pqu, plu, ldcum, kcbot, ilab) |
| 88 |
|
| 89 |
! Calculer la convergence totale de l'humidité et celle en |
| 90 |
! provenance de la couche limite, plus précisément, la convergence |
| 91 |
! intégrée entre le sol et la base de la convection. Cette |
| 92 |
! dernière convergence est comparée avec l'&vaporation obtenue |
| 93 |
! dans la couche limite pour déterminer le type de la convection. |
| 94 |
|
| 95 |
zdqcv = pqte(:, 1) * (paph(:, 2) - paph(:, 1)) |
| 96 |
zdhpbl = 0. |
| 97 |
zdqpbl = 0. |
| 98 |
|
| 99 |
DO k=2, klev |
| 100 |
DO i = 1, klon |
| 101 |
zdqcv(i)=zdqcv(i)+pqte(i, k)*(paph(i, k+1)-paph(i, k)) |
| 102 |
IF (k.GE.kcbot(i)) THEN |
| 103 |
zdqpbl(i)=zdqpbl(i)+pqte(i, k)*(paph(i, k+1)-paph(i, k)) |
| 104 |
zdhpbl(i)=zdhpbl(i)+(RCPD*ptte(i, k)+RLVTT*pqte(i, k)) & |
| 105 |
*(paph(i, k+1)-paph(i, k)) |
| 106 |
ENDIF |
| 107 |
ENDDO |
| 108 |
ENDDO |
| 109 |
|
| 110 |
DO i = 1, klon |
| 111 |
if (zdqcv(i) > MAX(0., - 1.5 * pqhfl(i) * RG)) then |
| 112 |
ktype(i) = 1 |
| 113 |
else |
| 114 |
ktype(i) = 2 |
| 115 |
end if |
| 116 |
ENDDO |
| 117 |
|
| 118 |
! Déterminer le flux de masse entrant à travers la base. On |
| 119 |
! ignore, pour l'instant, l'effet du panache descendant |
| 120 |
|
| 121 |
DO i = 1, klon |
| 122 |
ikb=kcbot(i) |
| 123 |
zqumqe=pqu(i, ikb)+plu(i, ikb)-zqenh(i, ikb) |
| 124 |
zdqmin=MAX(0.01*zqenh(i, ikb), 1.E-10) |
| 125 |
IF (zdqpbl(i) > 0..AND.zqumqe > zdqmin.AND.ldcum(i)) THEN |
| 126 |
mfub(i) = zdqpbl(i)/(RG*MAX(zqumqe, zdqmin)) |
| 127 |
ELSE |
| 128 |
mfub(i) = 0.01 |
| 129 |
ldcum(i)=.FALSE. |
| 130 |
ENDIF |
| 131 |
IF (ktype(i) == 2) THEN |
| 132 |
zdh = RCPD*(ptu(i, ikb)-ztenh(i, ikb)) + RLVTT*zqumqe |
| 133 |
zdh = RG * MAX(zdh, 1.0E5*zdqmin) |
| 134 |
IF (zdhpbl(i) > 0..AND.ldcum(i))mfub(i)=zdhpbl(i)/zdh |
| 135 |
ENDIF |
| 136 |
zmfmax = (paph(i, ikb)-paph(i, ikb-1)) / (RG*dtime) |
| 137 |
mfub(i) = MIN(mfub(i), zmfmax) |
| 138 |
zentr(i) = ENTRSCV |
| 139 |
IF (ktype(i) == 1) zentr(i) = ENTRPEN |
| 140 |
ENDDO |
| 141 |
|
| 142 |
! DETERMINE CLOUD ASCENT FOR ENTRAINING PLUME |
| 143 |
|
| 144 |
! (A) calculer d'abord la hauteur "theorique" de la tour convective sans |
| 145 |
! considerer l'entrainement ni le detrainement du panache, sachant |
| 146 |
! ces derniers peuvent abaisser la hauteur theorique. |
| 147 |
|
| 148 |
DO i = 1, klon |
| 149 |
ikb=kcbot(i) |
| 150 |
zhcbase(i)=RCPD*ptu(i, ikb)+zgeoh(i, ikb)+RLVTT*pqu(i, ikb) |
| 151 |
ictop0(i)=kcbot(i)-1 |
| 152 |
ENDDO |
| 153 |
|
| 154 |
zalvdcp=RLVTT/RCPD |
| 155 |
DO k=klev-1, 3, -1 |
| 156 |
DO i = 1, klon |
| 157 |
zhsat=RCPD*ztenh(i, k)+zgeoh(i, k)+RLVTT*zqsenh(i, k) |
| 158 |
zgam=R5LES*zalvdcp*zqsenh(i, k)/ & |
| 159 |
((1.-RETV *zqsenh(i, k))*(ztenh(i, k)-R4LES)**2) |
| 160 |
zzz=RCPD*ztenh(i, k)*0.608 |
| 161 |
zhhat=zhsat-(zzz+zgam*zzz)/(1.+zgam*zzz/RLVTT)* & |
| 162 |
MAX(zqsenh(i, k)-zqenh(i, k), 0.) |
| 163 |
IF(k < ictop0(i).AND.zhcbase(i) > zhhat) ictop0(i)=k |
| 164 |
ENDDO |
| 165 |
ENDDO |
| 166 |
|
| 167 |
! (B) calculer le panache ascendant |
| 168 |
|
| 169 |
CALL flxasc(dtime, ztenh, zqenh, ten, qen, qsen, pgeo, zgeoh, pap, & |
| 170 |
paph, pqte, pvervel, ldland, ldcum, ktype, ilab, ptu, pqu, plu, & |
| 171 |
mfu, mfub, zentr, mfus, mfuq, mful, plude, zdmfup, kcbot, & |
| 172 |
kctop, ictop0, kcum, pen_u, pde_u) |
| 173 |
|
| 174 |
kcum_not_zero: IF (kcum /= 0) then |
| 175 |
! verifier l'epaisseur de la convection et changer eventuellement |
| 176 |
! le taux d'entrainement/detrainement |
| 177 |
|
| 178 |
DO i = 1, klon |
| 179 |
zpbmpt=paph(i, kcbot(i))-paph(i, kctop(i)) |
| 180 |
IF(ldcum(i) .AND. ktype(i) == 1 .AND. zpbmpt < 2E4) ktype(i) = 2 |
| 181 |
IF(ldcum(i)) ictop0(i)=kctop(i) |
| 182 |
IF(ktype(i) == 2) zentr(i)=ENTRSCV |
| 183 |
ENDDO |
| 184 |
|
| 185 |
downdraft: IF (lmfdd) THEN |
| 186 |
! si l'on considere le panache descendant |
| 187 |
! calculer la precipitation issue du panache ascendant pour |
| 188 |
! determiner l'existence du panache descendant dans la convection |
| 189 |
DO i = 1, klon |
| 190 |
zrfl(i)=zdmfup(i, 1) |
| 191 |
ENDDO |
| 192 |
DO k=2, klev |
| 193 |
DO i = 1, klon |
| 194 |
zrfl(i)=zrfl(i)+zdmfup(i, k) |
| 195 |
ENDDO |
| 196 |
ENDDO |
| 197 |
|
| 198 |
! determiner le LFS (level of free sinking: niveau de plonge libre) |
| 199 |
CALL flxdlfs(ztenh, zqenh, zgeoh, paph, ptu, pqu, & |
| 200 |
ldcum, kcbot, kctop, mfub, zrfl, & |
| 201 |
ptd, pqd, & |
| 202 |
mfd, zmfds, zmfdq, zdmfdp, & |
| 203 |
kdtop, lddraf) |
| 204 |
|
| 205 |
! calculer le panache descendant |
| 206 |
CALL flxddraf(ztenh, zqenh, & |
| 207 |
zgeoh, paph, zrfl, & |
| 208 |
ptd, pqd, & |
| 209 |
mfd, zmfds, zmfdq, zdmfdp, & |
| 210 |
lddraf, pen_d, pde_d) |
| 211 |
|
| 212 |
! calculer de nouveau le flux de masse entrant a travers la base |
| 213 |
! de la convection, sachant qu'il a ete modifie par le panache |
| 214 |
! descendant |
| 215 |
DO i = 1, klon |
| 216 |
IF (lddraf(i)) THEN |
| 217 |
ikb = kcbot(i) |
| 218 |
llo1 = MFD(i, ikb) < 0. |
| 219 |
zeps = 0. |
| 220 |
IF (llo1) zeps = CMFDEPS |
| 221 |
zqumqe = pqu(i, ikb)+plu(i, ikb)- & |
| 222 |
zeps*pqd(i, ikb)-(1.-zeps)*zqenh(i, ikb) |
| 223 |
zdqmin = MAX(0.01*zqenh(i, ikb), 1.E-10) |
| 224 |
zmfmax = (paph(i, ikb)-paph(i, ikb-1)) / (RG*dtime) |
| 225 |
IF (zdqpbl(i) > 0..AND.zqumqe > zdqmin.AND.ldcum(i) & |
| 226 |
.AND.mfub(i) < zmfmax) THEN |
| 227 |
mfub1(i) = zdqpbl(i) / (RG*MAX(zqumqe, zdqmin)) |
| 228 |
ELSE |
| 229 |
mfub1(i) = mfub(i) |
| 230 |
ENDIF |
| 231 |
IF (ktype(i) == 2) THEN |
| 232 |
zdh = RCPD*(ptu(i, ikb)-zeps*ptd(i, ikb)- & |
| 233 |
(1.-zeps)*ztenh(i, ikb))+RLVTT*zqumqe |
| 234 |
zdh = RG * MAX(zdh, 1.0E5*zdqmin) |
| 235 |
IF (zdhpbl(i) > 0..AND.ldcum(i))mfub1(i)=zdhpbl(i)/zdh |
| 236 |
ENDIF |
| 237 |
IF (.NOT. ((ktype(i) == 1 .OR. ktype(i) == 2) .AND. & |
| 238 |
ABS(mfub1(i)-mfub(i)) < 0.2*mfub(i))) & |
| 239 |
mfub1(i) = mfub(i) |
| 240 |
ENDIF |
| 241 |
ENDDO |
| 242 |
DO k = 1, klev |
| 243 |
DO i = 1, klon |
| 244 |
IF (lddraf(i)) THEN |
| 245 |
zfac = mfub1(i)/MAX(mfub(i), 1.E-10) |
| 246 |
mfd(i, k) = mfd(i, k)*zfac |
| 247 |
zmfds(i, k) = zmfds(i, k)*zfac |
| 248 |
zmfdq(i, k) = zmfdq(i, k)*zfac |
| 249 |
zdmfdp(i, k) = zdmfdp(i, k)*zfac |
| 250 |
pen_d(i, k) = pen_d(i, k)*zfac |
| 251 |
pde_d(i, k) = pde_d(i, k)*zfac |
| 252 |
ENDIF |
| 253 |
ENDDO |
| 254 |
ENDDO |
| 255 |
DO i = 1, klon |
| 256 |
IF (lddraf(i)) mfub(i)=mfub1(i) |
| 257 |
ENDDO |
| 258 |
ENDIF downdraft |
| 259 |
|
| 260 |
! calculer de nouveau le panache ascendant |
| 261 |
|
| 262 |
CALL flxasc(dtime, ztenh, zqenh, ten, qen, qsen, pgeo, zgeoh, pap, & |
| 263 |
paph, pqte, pvervel, ldland, ldcum, ktype, ilab, ptu, pqu, plu, & |
| 264 |
mfu, mfub, zentr, mfus, mfuq, mful, plude, zdmfup, kcbot, & |
| 265 |
kctop, ictop0, kcum, pen_u, pde_u) |
| 266 |
|
| 267 |
! Déterminer les flux convectifs en forme finale, ainsi que la |
| 268 |
! quantité des précipitations |
| 269 |
|
| 270 |
CALL flxflux(dtime, qen, qsen, ztenh, zqenh, pap, paph, & |
| 271 |
ldland, zgeoh, kcbot, kctop, lddraf, kdtop, ktype, ldcum, & |
| 272 |
mfu, mfd, mfus, zmfds, mfuq, zmfdq, mful, plude, & |
| 273 |
zdmfup, zdmfdp, ten, prsfc, pssfc, zdpmel, itopm2, & |
| 274 |
pmflxr, pmflxs) |
| 275 |
|
| 276 |
! calculer les tendances pour T et Q |
| 277 |
|
| 278 |
CALL flxdtdq(itopm2, paph, ldcum, ten, mfus, zmfds, mfuq, zmfdq, & |
| 279 |
mful, zdmfup, zdmfdp, zdpmel, dt_con, dq_con) |
| 280 |
end IF kcum_not_zero |
| 281 |
|
| 282 |
END SUBROUTINE flxmain |
| 283 |
|
| 284 |
end module flxmain_m |
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