libf/phylmd/phytrac.f90

module phytrac_m

  IMPLICIT none

  private
  public phytrac

contains

  SUBROUTINE phytrac(rnpb, itap, lmt_pas, julien, gmtime, firstcal, lafin, &
       nq_phys, pdtphys, u, t_seri, paprs, pplay, pmfu, pmfd, pen_u, pde_u, &
       pen_d, pde_d, coefh, fm_therm, entr_therm, yu1, yv1, ftsol, pctsrf, &
       frac_impa, frac_nucl, pphis, albsol, rh, cldfra, rneb, diafra, cldliq, &
       pmflxr, pmflxs, prfl, psfl, da, phi, mp, upwd, dnwd, tr_seri, zmasse)

    ! From phylmd/phytrac.F, version 1.15 2006/02/21 08:08:30 (SVN revision 679)

    ! Authors: Frédéric Hourdin, Abderrahmane Idelkadi, Marie-Alice
    ! Foujols, Olivia
    ! Objet : moniteur général des tendances des traceurs

    ! L'appel de "phytrac" se fait avec "nqmx-2" donc nous avons bien
    ! les vrais traceurs (en nombre "nbtr", sans la vapeur d'eau ni l'eau
    ! liquide) dans "phytrac".

    ! Modifications pour les traceurs :
    ! - uniformisation des parametrisations dans phytrac
    ! - stockage des moyennes des champs nécessaires en mode traceur off-line 

    use dimens_m, only: llm
    use indicesol, only: nbsrf
    use dimphy, only: klon, nbtr
    use clesphys, only: ecrit_tra
    use clesphys2, only: iflag_con
    use abort_gcm_m, only: abort_gcm
    use SUPHEC_M, only: rg
    use ctherm, only: iflag_thermals
    use regr_pr_comb_coefoz_m, only: regr_pr_comb_coefoz
    use phyetat0_m, only: rlat
    use o3_chem_m, only: o3_chem
    use ini_histrac_m, only: ini_histrac
    use radiornpb_m, only: radiornpb
    use minmaxqfi_m, only: minmaxqfi
    use nr_util, only: assert
    use press_coefoz_m, only: press_coefoz

    logical, intent(in):: rnpb

    integer, intent(in):: nq_phys
    ! (nombre de traceurs auxquels on applique la physique)

    integer, intent(in):: itap  ! number of calls to "physiq"
    integer, intent(in):: lmt_pas ! number of time steps of "physics" per day
    integer, intent(in):: julien !jour julien, 1 <= julien <= 360
    real, intent(in):: gmtime ! heure de la journée en fraction de jour
    real, intent(in):: pdtphys  ! pas d'integration pour la physique (s)
    real, intent(in):: t_seri(klon, llm) ! temperature, in K

    real, intent(inout):: tr_seri(:, :, :) ! (klon, llm, nbtr)
    ! (mass fractions of tracers, excluding water, at mid-layers)

    real, intent(in):: u(klon, llm)
    real rh(klon, llm)     ! humidite relative
    real cldliq(klon, llm) ! eau liquide nuageuse
    real cldfra(klon, llm) ! fraction nuageuse (tous les nuages)

    real diafra(klon, llm)
    ! (fraction nuageuse (convection ou stratus artificiels))

    real rneb(klon, llm)   ! fraction nuageuse (grande echelle)
    real albsol(klon)  ! albedo surface

    real, intent(in):: paprs(klon, llm+1)
    ! (pression pour chaque inter-couche, en Pa)

    real, intent(in):: pplay(klon, llm)
    ! (pression pour le mileu de chaque couche, en Pa)

    real, intent(in):: pphis(klon)
    logical, intent(in):: firstcal ! first call to "calfis"
    logical, intent(in):: lafin ! fin de la physique

    REAL pmflxr(klon, llm+1), pmflxs(klon, llm+1)   !--lessivage convection
    REAL prfl(klon, llm+1),   psfl(klon, llm+1)     !--lessivage large-scale

    !   convection:
    REAL, intent(in):: pmfu(klon, llm) ! flux de masse dans le panache montant
    REAL pmfd(klon, llm)  ! flux de masse dans le panache descendant
    REAL pen_u(klon, llm) ! flux entraine dans le panache montant

    !   thermiques:

    real fm_therm(klon, llm+1), entr_therm(klon, llm)

    REAL pde_u(klon, llm) ! flux detraine dans le panache montant
    REAL pen_d(klon, llm) ! flux entraine dans le panache descendant
    REAL pde_d(klon, llm) ! flux detraine dans le panache descendant
    ! Kerry Emanuel
    real da(klon, llm), phi(klon, llm, llm), mp(klon, llm)
    REAL, intent(in):: upwd(klon, llm) ! saturated updraft mass flux
    REAL, intent(in):: dnwd(klon, llm) ! saturated downdraft mass flux

    !   Couche limite:

    REAL coefh(klon, llm) ! coeff melange CL
    REAL yu1(klon)        ! vents au premier niveau
    REAL yv1(klon)        ! vents au premier niveau

    !   Lessivage:

    ! pour le ON-LINE

    REAL frac_impa(klon, llm)  ! fraction d'aerosols impactes
    REAL frac_nucl(klon, llm)  ! fraction d'aerosols nuclees

    ! Arguments necessaires pour les sources et puits de traceur:

    real ftsol(klon, nbsrf)  ! Temperature du sol (surf)(Kelvin)
    real pctsrf(klon, nbsrf) ! Pourcentage de sol f(nature du sol)

    real, intent(in):: zmasse(:, :)  ! (klon, llm)
    ! (column-density of mass of air in a cell, in kg m-2)

    ! Variables local to the procedure:

    integer nsplit

    !  TRACEURS

    ! Sources et puits des traceurs:

    ! Pour l'instant seuls les cas du rn et du pb ont ete envisages.

    REAL source(klon)       ! a voir lorsque le flux est prescrit 
    ! 
    ! Pour la source de radon et son reservoir de sol

    REAL, save:: trs(klon, nbtr)    ! Concentration de radon dans le sol

    REAL masktr(klon, nbtr) ! Masque reservoir de sol traceur
    !                            Masque de l'echange avec la surface
    !                           (1 = reservoir) ou (possible => 1 )
    SAVE masktr
    REAL fshtr(klon, nbtr)  ! Flux surfacique dans le reservoir de sol
    SAVE fshtr
    REAL hsoltr(nbtr)      ! Epaisseur equivalente du reservoir de sol
    SAVE hsoltr
    REAL tautr(nbtr)       ! Constante de decroissance radioactive
    SAVE tautr
    REAL vdeptr(nbtr)      ! Vitesse de depot sec dans la couche Brownienne
    SAVE vdeptr
    REAL scavtr(nbtr)      ! Coefficient de lessivage
    SAVE scavtr

    CHARACTER itn
    INTEGER, save:: nid_tra

    ! nature du traceur

    logical aerosol(nbtr)  ! Nature du traceur
    !                            ! aerosol(it) = true  => aerosol 
    !                            ! aerosol(it) = false => gaz 
    logical clsol(nbtr)    ! couche limite sol calculée
    logical radio(nbtr)    ! décroisssance radioactive
    save aerosol, clsol, radio

    ! convection tiedtke
    INTEGER i, k, it
    REAL delp(klon, llm)

    ! Variables liees a l'ecriture de la bande histoire physique

    ! Variables locales pour effectuer les appels en serie

    REAL d_tr(klon, llm), d_trs(klon) ! tendances de traceurs 
    REAL d_tr_cl(klon, llm, nbtr) ! tendance de traceurs  couche limite
    REAL d_tr_cv(klon, llm, nbtr) ! tendance de traceurs  conv pour chq traceur
    REAL d_tr_th(klon, llm, nbtr) ! la tendance des thermiques
    REAL d_tr_dec(klon, llm, 2) ! la tendance de la decroissance 
    !                                   ! radioactive du rn - > pb 
    REAL d_tr_lessi_impa(klon, llm, nbtr) ! la tendance du lessivage 
    !                                          ! par impaction
    REAL d_tr_lessi_nucl(klon, llm, nbtr) ! la tendance du lessivage 
    !                                          ! par nucleation 
    REAL flestottr(klon, llm, nbtr) ! flux de lessivage 
    !                                    ! dans chaque couche 

    real ztra_th(klon, llm)
    integer isplit

    ! Controls:
    logical:: couchelimite = .true.
    logical:: convection = .true.
    logical:: lessivage = .true.
    logical, save:: inirnpb

    !--------------------------------------

    call assert(shape(zmasse) == (/klon, llm/), "phytrac zmasse")
    call assert(shape(tr_seri) == (/klon, llm, nbtr/), "phytrac tr_seri")

    if (firstcal) then
       print *, 'phytrac: pdtphys = ', pdtphys
       PRINT *, 'Fréquence de sortie des traceurs : ecrit_tra = ', ecrit_tra
       if (nbtr < nq_phys) call abort_gcm('phytrac', 'nbtr < nq_phys', 1)
       inirnpb=rnpb

       ! Initialisation des sorties :
       call ini_histrac(nid_tra, pdtphys, nq_phys, lessivage)

       ! Initialisation de certaines variables pour le radon et le plomb 
       ! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)
       trs(:, :) = 0.

       open (unit=99, file='starttrac', status='old', err=999, &
            form='formatted')
       read(unit=99, fmt=*) (trs(i, 1), i=1, klon)
999    continue
       close(unit=99)

       ! Initialisation de la fraction d'aerosols lessivee

       d_tr_lessi_impa(:, :, :) = 0.
       d_tr_lessi_nucl(:, :, :) = 0. 

       ! Initialisation de la nature des traceurs

       DO it = 1, nq_phys
          aerosol(it) = .FALSE.  ! Tous les traceurs sont des gaz par defaut
          radio(it) = .FALSE. ! par défaut pas de passage par "radiornpb"
          clsol(it) = .FALSE.  ! Par defaut couche limite avec flux prescrit
       ENDDO

       if (nq_phys >= 3) then
          call press_coefoz ! read input pressure levels for ozone coefficients
       end if
    ENDIF

    if (inirnpb) THEN
       ! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)
       radio(1)= .true.
       radio(2)= .true.
       clsol(1)= .true.
       clsol(2)= .true.
       aerosol(2) = .TRUE. ! le Pb est un aerosol 
       call initrrnpb(ftsol, pctsrf, masktr, fshtr, hsoltr, tautr, vdeptr, &
            scavtr)
       inirnpb=.false.
    endif

    if (convection) then
       ! Calcul de l'effet de la convection
       DO it=1, nq_phys
          if (iflag_con == 2) then
             ! Tiedke
             CALL nflxtr(pdtphys, pmfu, pmfd, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d, &
                  paprs, tr_seri(1, 1, it), d_tr_cv(1, 1, it))
          else if (iflag_con == 3) then
             ! Emanuel
             call cvltr(pdtphys, da, phi, mp, paprs, tr_seri(1, 1, it), upwd, &
                  dnwd, d_tr_cv(1, 1, it))
          endif

          DO k = 1, llm
             DO i = 1, klon
                tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cv(i, k, it)
             ENDDO
          ENDDO
          WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it
          CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1.e33, &
               'convection, tracer index = ' // itn)
       ENDDO
    endif

    ! Calcul de l'effet des thermiques

    do it=1, nq_phys
       do k=1, llm
          do i=1, klon
             d_tr_th(i, k, it)=0.
             tr_seri(i, k, it)=max(tr_seri(i, k, it), 0.)
             tr_seri(i, k, it)=min(tr_seri(i, k, it), 1.e10)
          enddo
       enddo
    enddo

    if (iflag_thermals > 0) then
       nsplit=10
       DO it=1, nq_phys
          do isplit=1, nsplit
             ! Thermiques 
             call dqthermcell(klon, llm, pdtphys/nsplit &
                  , fm_therm, entr_therm, zmasse &
                  , tr_seri(1:klon, 1:llm, it), d_tr, ztra_th)

             do k=1, llm
                do i=1, klon
                   d_tr(i, k)=pdtphys*d_tr(i, k)/nsplit
                   d_tr_th(i, k, it)=d_tr_th(i, k, it)+d_tr(i, k)
                   tr_seri(i, k, it)=max(tr_seri(i, k, it)+d_tr(i, k), 0.)
                enddo
             enddo
          enddo
       ENDDO
    endif

    !   Calcul de l'effet de la couche limite

    if (couchelimite) then

       DO k = 1, llm
          DO i = 1, klon
             delp(i, k) = paprs(i, k)-paprs(i, k+1)
          ENDDO
       ENDDO

       ! MAF modif pour tenir compte du cas rnpb + traceur
       DO it=1, nq_phys
          if (clsol(it)) then 
             ! couche limite avec quantite dans le sol calculee
             CALL cltracrn(it, pdtphys, yu1, yv1, &
                  coefh, t_seri, ftsol, pctsrf, &
                  tr_seri(1, 1, it), trs(1, it), &
                  paprs, pplay, delp, &
                  masktr(1, it), fshtr(1, it), hsoltr(it), &
                  tautr(it), vdeptr(it), &
                  rlat, &
                  d_tr_cl(1, 1, it), d_trs)
             DO k = 1, llm
                DO i = 1, klon
                   tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cl(i, k, it)
                ENDDO
             ENDDO

             ! Traceur ds sol

             DO i = 1, klon
                trs(i, it) = trs(i, it) + d_trs(i)
             END DO
          else ! couche limite avec flux prescrit
             !MAF provisoire source / traceur a creer
             DO i=1, klon
                source(i) = 0.0 ! pas de source, pour l'instant
             ENDDO

             CALL cltrac(pdtphys, coefh, t_seri, &
                  tr_seri(1, 1, it), source, &
                  paprs, pplay, delp, &
                  d_tr_cl(1, 1, it))
             DO k = 1, llm
                DO i = 1, klon
                   tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cl(i, k, it)
                ENDDO
             ENDDO
          endif
       ENDDO

    endif ! couche limite

    !   Calcul de l'effet du puits radioactif

    ! MAF il faudrait faire une modification pour passer dans radiornpb 
    ! si radio=true mais pour l'instant radiornpb propre au cas rnpb
    if (rnpb) then
       d_tr_dec(:, :, :) = radiornpb(tr_seri, pdtphys, tautr)
       DO it=1, nq_phys
          if (radio(it)) then
             tr_seri(:, :, it) = tr_seri(:, :, it) + d_tr_dec(:, :, it)
             WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it
             CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1.e33, 'puits rn it='//itn)
          endif
       ENDDO
    endif ! rnpb decroissance  radioactive

    if (nq_phys >= 3) then
       ! Ozone as a tracer:
       if (mod(itap - 1, lmt_pas) == 0) then
          ! Once per day, update the coefficients for ozone chemistry:
          call regr_pr_comb_coefoz(julien)
       end if
       call o3_chem(julien, gmtime, t_seri, zmasse, pdtphys, tr_seri(:, :, 3))
    end if

    ! Calcul de l'effet de la precipitation

    IF (lessivage) THEN
       d_tr_lessi_nucl(:, :, :) = 0. 
       d_tr_lessi_impa(:, :, :) = 0. 
       flestottr(:, :, :) = 0. 

       ! tendance des aerosols nuclees et impactes 

       DO it = 1, nq_phys
          IF (aerosol(it)) THEN
             DO k = 1, llm
                DO i = 1, klon
                   d_tr_lessi_nucl(i, k, it) = d_tr_lessi_nucl(i, k, it) + &
                        ( 1 - frac_nucl(i, k) )*tr_seri(i, k, it)
                   d_tr_lessi_impa(i, k, it) = d_tr_lessi_impa(i, k, it) + &
                        ( 1 - frac_impa(i, k) )*tr_seri(i, k, it)
                ENDDO
             ENDDO
          ENDIF
       ENDDO

       ! Mises a jour des traceurs + calcul des flux de lessivage 
       ! Mise a jour due a l'impaction et a la nucleation

       DO it = 1, nq_phys
          IF (aerosol(it)) THEN
             DO k = 1, llm
                DO i = 1, klon
                   tr_seri(i, k, it)=tr_seri(i, k, it) &
                        *frac_impa(i, k)*frac_nucl(i, k)
                ENDDO
             ENDDO
          ENDIF
       ENDDO

       ! Flux lessivage total 

       DO it = 1, nq_phys
          DO k = 1, llm
             DO i = 1, klon
                flestottr(i, k, it) = flestottr(i, k, it) - &
                     ( d_tr_lessi_nucl(i, k, it)   + &
                     d_tr_lessi_impa(i, k, it) ) * &
                     ( paprs(i, k)-paprs(i, k+1) ) /  &
                     (RG * pdtphys)
             ENDDO
          ENDDO
       ENDDO
    ENDIF

    !   Ecriture des sorties
    call write_histrac(lessivage, nq_phys, itap, nid_tra)

    if (lafin) then
       print *, "C'est la fin de la physique."
       open (unit=99, file='restarttrac',  form='formatted')
       do i=1, klon
          write(unit=99, fmt=*) trs(i, 1)
       enddo
       PRINT *, 'Ecriture du fichier restarttrac'
       close(99)
    endif

  contains

    subroutine write_histrac(lessivage, nq_phys, itap, nid_tra)

      ! From phylmd/write_histrac.h, version 1.9 2006/02/21 08:08:30

      use dimens_m, only: iim, jjm, llm
      use histsync_m, only: histsync
      use histwrite_m, only: histwrite
      use temps, only: itau_phy
      use iniadvtrac_m, only: tnom
      use comgeomphy, only: airephy
      use dimphy, only: klon
      use grid_change, only: gr_phy_write_2d
      use gr_phy_write_3d_m, only: gr_phy_write_3d

      logical, intent(in):: lessivage

      integer, intent(in):: nq_phys
      ! (nombre de traceurs auxquels on applique la physique)

      integer, intent(in):: itap  ! number of calls to "physiq"
      integer, intent(in):: nid_tra

      ! Variables local to the procedure:
      integer it
      integer itau_w   ! pas de temps ecriture
      logical, parameter:: ok_sync = .true.

      !-----------------------------------------------------

      itau_w = itau_phy + itap

      CALL histwrite(nid_tra, "phis", itau_w, gr_phy_write_2d(pphis))
      CALL histwrite(nid_tra, "aire", itau_w, gr_phy_write_2d(airephy))
      CALL histwrite(nid_tra, "zmasse", itau_w, gr_phy_write_3d(zmasse))

      DO it=1, nq_phys
         CALL histwrite(nid_tra, tnom(it+2), itau_w, &
              gr_phy_write_3d(tr_seri(:, :, it)))
         if (lessivage) THEN
            CALL histwrite(nid_tra, "fl"//tnom(it+2), itau_w, &
                 gr_phy_write_3d(flestottr(:, :, it)))
         endif
         CALL histwrite(nid_tra, "d_tr_th_"//tnom(it+2), itau_w, &
              gr_phy_write_3d(d_tr_th(:, :, it)))
         CALL histwrite(nid_tra, "d_tr_cv_"//tnom(it+2), itau_w, &
              gr_phy_write_3d(d_tr_cv(:, :, it)))
         CALL histwrite(nid_tra, "d_tr_cl_"//tnom(it+2), itau_w, &
              gr_phy_write_3d(d_tr_cl(:, :, it)))
      ENDDO

      CALL histwrite(nid_tra, "pplay", itau_w, gr_phy_write_3d(pplay))
      CALL histwrite(nid_tra, "T", itau_w, gr_phy_write_3d(t_seri))

      if (ok_sync) then
         call histsync(nid_tra)
      endif

    end subroutine write_histrac

  END SUBROUTINE phytrac

end module phytrac_m
1	guez	3	module phytrac_m
2
3			IMPLICIT none
4
5			private
6			public phytrac
7
8			contains
9
10	guez	7	SUBROUTINE phytrac(rnpb, itap, lmt_pas, julien, gmtime, firstcal, lafin, &
11	guez	47	nq_phys, pdtphys, u, t_seri, paprs, pplay, pmfu, pmfd, pen_u, pde_u, &
12			pen_d, pde_d, coefh, fm_therm, entr_therm, yu1, yv1, ftsol, pctsrf, &
13			frac_impa, frac_nucl, pphis, albsol, rh, cldfra, rneb, diafra, cldliq, &
14			pmflxr, pmflxs, prfl, psfl, da, phi, mp, upwd, dnwd, tr_seri, zmasse)
15	guez	3
16	guez	47	! From phylmd/phytrac.F, version 1.15 2006/02/21 08:08:30 (SVN revision 679)
17	guez	3
18	guez	18	! Authors: Frédéric Hourdin, Abderrahmane Idelkadi, Marie-Alice
19	guez	3	! Foujols, Olivia
20			! Objet : moniteur général des tendances des traceurs
21
22	guez	34	! L'appel de "phytrac" se fait avec "nqmx-2" donc nous avons bien
23	guez	3	! les vrais traceurs (en nombre "nbtr", sans la vapeur d'eau ni l'eau
24			! liquide) dans "phytrac".
25
26	guez	47	! Modifications pour les traceurs :
27	guez	62	! - uniformisation des parametrisations dans phytrac
28			! - stockage des moyennes des champs nécessaires en mode traceur off-line
29	guez	47
30	guez	17	use dimens_m, only: llm
31	guez	3	use indicesol, only: nbsrf
32			use dimphy, only: klon, nbtr
33	guez	12	use clesphys, only: ecrit_tra
34			use clesphys2, only: iflag_con
35	guez	3	use abort_gcm_m, only: abort_gcm
36	guez	38	use SUPHEC_M, only: rg
37	guez	3	use ctherm, only: iflag_thermals
38	guez	7	use regr_pr_comb_coefoz_m, only: regr_pr_comb_coefoz
39	guez	3	use phyetat0_m, only: rlat
40			use o3_chem_m, only: o3_chem
41	guez	34	use ini_histrac_m, only: ini_histrac
42	guez	17	use radiornpb_m, only: radiornpb
43			use minmaxqfi_m, only: minmaxqfi
44	guez	36	use nr_util, only: assert
45	guez	17	use press_coefoz_m, only: press_coefoz
46	guez	3
47			logical, intent(in):: rnpb
48
49	guez	18	integer, intent(in):: nq_phys
50	guez	3	! (nombre de traceurs auxquels on applique la physique)
51
52	guez	7	integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq"
53			integer, intent(in):: lmt_pas ! number of time steps of "physics" per day
54	guez	3	integer, intent(in):: julien !jour julien, 1 <= julien <= 360
55			real, intent(in):: gmtime ! heure de la journée en fraction de jour
56	guez	7	real, intent(in):: pdtphys ! pas d'integration pour la physique (s)
57	guez	3	real, intent(in):: t_seri(klon, llm) ! temperature, in K
58
59	guez	18	real, intent(inout):: tr_seri(:, :, :) ! (klon, llm, nbtr)
60	guez	3	! (mass fractions of tracers, excluding water, at mid-layers)
61
62	guez	47	real, intent(in):: u(klon, llm)
63	guez	3	real rh(klon, llm) ! humidite relative
64			real cldliq(klon, llm) ! eau liquide nuageuse
65			real cldfra(klon, llm) ! fraction nuageuse (tous les nuages)
66
67			real diafra(klon, llm)
68			! (fraction nuageuse (convection ou stratus artificiels))
69
70			real rneb(klon, llm) ! fraction nuageuse (grande echelle)
71			real albsol(klon) ! albedo surface
72
73			real, intent(in):: paprs(klon, llm+1)
74			! (pression pour chaque inter-couche, en Pa)
75
76	guez	10	real, intent(in):: pplay(klon, llm)
77			! (pression pour le mileu de chaque couche, en Pa)
78
79	guez	51	real, intent(in):: pphis(klon)
80	guez	7	logical, intent(in):: firstcal ! first call to "calfis"
81	guez	3	logical, intent(in):: lafin ! fin de la physique
82
83			REAL pmflxr(klon, llm+1), pmflxs(klon, llm+1) !--lessivage convection
84			REAL prfl(klon, llm+1), psfl(klon, llm+1) !--lessivage large-scale
85
86			! convection:
87	guez	62	REAL, intent(in):: pmfu(klon, llm) ! flux de masse dans le panache montant
88	guez	3	REAL pmfd(klon, llm) ! flux de masse dans le panache descendant
89			REAL pen_u(klon, llm) ! flux entraine dans le panache montant
90
91			! thermiques:
92
93			real fm_therm(klon, llm+1), entr_therm(klon, llm)
94
95			REAL pde_u(klon, llm) ! flux detraine dans le panache montant
96			REAL pen_d(klon, llm) ! flux entraine dans le panache descendant
97			REAL pde_d(klon, llm) ! flux detraine dans le panache descendant
98	guez	62	! Kerry Emanuel
99	guez	3	real da(klon, llm), phi(klon, llm, llm), mp(klon, llm)
100	guez	62	REAL, intent(in):: upwd(klon, llm) ! saturated updraft mass flux
101			REAL, intent(in):: dnwd(klon, llm) ! saturated downdraft mass flux
102	guez	3
103			! Couche limite:
104
105			REAL coefh(klon, llm) ! coeff melange CL
106			REAL yu1(klon) ! vents au premier niveau
107			REAL yv1(klon) ! vents au premier niveau
108
109			! Lessivage:
110
111			! pour le ON-LINE
112
113			REAL frac_impa(klon, llm) ! fraction d'aerosols impactes
114			REAL frac_nucl(klon, llm) ! fraction d'aerosols nuclees
115
116			! Arguments necessaires pour les sources et puits de traceur:
117
118			real ftsol(klon, nbsrf) ! Temperature du sol (surf)(Kelvin)
119			real pctsrf(klon, nbsrf) ! Pourcentage de sol f(nature du sol)
120
121	guez	17	real, intent(in):: zmasse(:, :) ! (klon, llm)
122			! (column-density of mass of air in a cell, in kg m-2)
123	guez	3
124	guez	17	! Variables local to the procedure:
125	guez	3
126	guez	17	integer nsplit
127
128			! TRACEURS
129
130	guez	3	! Sources et puits des traceurs:
131
132			! Pour l'instant seuls les cas du rn et du pb ont ete envisages.
133
134			REAL source(klon) ! a voir lorsque le flux est prescrit
135			!
136			! Pour la source de radon et son reservoir de sol
137
138			REAL, save:: trs(klon, nbtr) ! Concentration de radon dans le sol
139
140			REAL masktr(klon, nbtr) ! Masque reservoir de sol traceur
141			! Masque de l'echange avec la surface
142			! (1 = reservoir) ou (possible => 1 )
143			SAVE masktr
144			REAL fshtr(klon, nbtr) ! Flux surfacique dans le reservoir de sol
145			SAVE fshtr
146			REAL hsoltr(nbtr) ! Epaisseur equivalente du reservoir de sol
147			SAVE hsoltr
148			REAL tautr(nbtr) ! Constante de decroissance radioactive
149			SAVE tautr
150			REAL vdeptr(nbtr) ! Vitesse de depot sec dans la couche Brownienne
151			SAVE vdeptr
152			REAL scavtr(nbtr) ! Coefficient de lessivage
153			SAVE scavtr
154
155			CHARACTER itn
156			INTEGER, save:: nid_tra
157
158			! nature du traceur
159
160			logical aerosol(nbtr) ! Nature du traceur
161			! ! aerosol(it) = true => aerosol
162			! ! aerosol(it) = false => gaz
163			logical clsol(nbtr) ! couche limite sol calculée
164			logical radio(nbtr) ! décroisssance radioactive
165			save aerosol, clsol, radio
166
167			! convection tiedtke
168			INTEGER i, k, it
169			REAL delp(klon, llm)
170
171			! Variables liees a l'ecriture de la bande histoire physique
172
173			! Variables locales pour effectuer les appels en serie
174
175			REAL d_tr(klon, llm), d_trs(klon) ! tendances de traceurs
176			REAL d_tr_cl(klon, llm, nbtr) ! tendance de traceurs couche limite
177			REAL d_tr_cv(klon, llm, nbtr) ! tendance de traceurs conv pour chq traceur
178			REAL d_tr_th(klon, llm, nbtr) ! la tendance des thermiques
179			REAL d_tr_dec(klon, llm, 2) ! la tendance de la decroissance
180			! ! radioactive du rn - > pb
181			REAL d_tr_lessi_impa(klon, llm, nbtr) ! la tendance du lessivage
182			! ! par impaction
183			REAL d_tr_lessi_nucl(klon, llm, nbtr) ! la tendance du lessivage
184			! ! par nucleation
185			REAL flestottr(klon, llm, nbtr) ! flux de lessivage
186			! ! dans chaque couche
187
188			real ztra_th(klon, llm)
189			integer isplit
190
191			! Controls:
192			logical:: couchelimite = .true.
193			logical:: convection = .true.
194			logical:: lessivage = .true.
195			logical, save:: inirnpb
196
197			!--------------------------------------
198
199	guez	18	call assert(shape(zmasse) == (/klon, llm/), "phytrac zmasse")
200			call assert(shape(tr_seri) == (/klon, llm, nbtr/), "phytrac tr_seri")
201	guez	3
202	guez	7	if (firstcal) then
203	guez	3	print *, 'phytrac: pdtphys = ', pdtphys
204			PRINT *, 'Fréquence de sortie des traceurs : ecrit_tra = ', ecrit_tra
205	guez	18	if (nbtr < nq_phys) call abort_gcm('phytrac', 'nbtr < nq_phys', 1)
206	guez	3	inirnpb=rnpb
207
208			! Initialisation des sorties :
209	guez	20	call ini_histrac(nid_tra, pdtphys, nq_phys, lessivage)
210	guez	3
211			! Initialisation de certaines variables pour le radon et le plomb
212			! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)
213			trs(:, :) = 0.
214
215			open (unit=99, file='starttrac', status='old', err=999, &
216			form='formatted')
217			read(unit=99, fmt=*) (trs(i, 1), i=1, klon)
218			999 continue
219			close(unit=99)
220
221			! Initialisation de la fraction d'aerosols lessivee
222
223			d_tr_lessi_impa(:, :, :) = 0.
224			d_tr_lessi_nucl(:, :, :) = 0.
225
226			! Initialisation de la nature des traceurs
227
228	guez	18	DO it = 1, nq_phys
229	guez	3	aerosol(it) = .FALSE. ! Tous les traceurs sont des gaz par defaut
230			radio(it) = .FALSE. ! par défaut pas de passage par "radiornpb"
231			clsol(it) = .FALSE. ! Par defaut couche limite avec flux prescrit
232			ENDDO
233	guez	17
234	guez	18	if (nq_phys >= 3) then
235	guez	17	call press_coefoz ! read input pressure levels for ozone coefficients
236			end if
237	guez	3	ENDIF
238
239			if (inirnpb) THEN
240	guez	62	! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)
241	guez	3	radio(1)= .true.
242			radio(2)= .true.
243			clsol(1)= .true.
244			clsol(2)= .true.
245			aerosol(2) = .TRUE. ! le Pb est un aerosol
246			call initrrnpb(ftsol, pctsrf, masktr, fshtr, hsoltr, tautr, vdeptr, &
247			scavtr)
248			inirnpb=.false.
249			endif
250
251			if (convection) then
252	guez	62	! Calcul de l'effet de la convection
253	guez	18	DO it=1, nq_phys
254	guez	62	if (iflag_con == 2) then
255			! Tiedke
256	guez	3	CALL nflxtr(pdtphys, pmfu, pmfd, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d, &
257	guez	10	paprs, tr_seri(1, 1, it), d_tr_cv(1, 1, it))
258	guez	62	else if (iflag_con == 3) then
259			! Emanuel
260			call cvltr(pdtphys, da, phi, mp, paprs, tr_seri(1, 1, it), upwd, &
261			dnwd, d_tr_cv(1, 1, it))
262	guez	3	endif
263
264			DO k = 1, llm
265			DO i = 1, klon
266			tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cv(i, k, it)
267			ENDDO
268			ENDDO
269			WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it
270			CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1.e33, &
271			'convection, tracer index = ' // itn)
272			ENDDO
273			endif
274
275			! Calcul de l'effet des thermiques
276
277	guez	18	do it=1, nq_phys
278	guez	3	do k=1, llm
279			do i=1, klon
280			d_tr_th(i, k, it)=0.
281			tr_seri(i, k, it)=max(tr_seri(i, k, it), 0.)
282			tr_seri(i, k, it)=min(tr_seri(i, k, it), 1.e10)
283			enddo
284			enddo
285			enddo
286
287			if (iflag_thermals > 0) then
288			nsplit=10
289	guez	18	DO it=1, nq_phys
290	guez	3	do isplit=1, nsplit
291			! Thermiques
292			call dqthermcell(klon, llm, pdtphys/nsplit &
293			, fm_therm, entr_therm, zmasse &
294			, tr_seri(1:klon, 1:llm, it), d_tr, ztra_th)
295
296			do k=1, llm
297			do i=1, klon
298			d_tr(i, k)=pdtphys*d_tr(i, k)/nsplit
299			d_tr_th(i, k, it)=d_tr_th(i, k, it)+d_tr(i, k)
300			tr_seri(i, k, it)=max(tr_seri(i, k, it)+d_tr(i, k), 0.)
301			enddo
302			enddo
303			enddo
304			ENDDO
305			endif
306
307			! Calcul de l'effet de la couche limite
308
309			if (couchelimite) then
310
311			DO k = 1, llm
312			DO i = 1, klon
313			delp(i, k) = paprs(i, k)-paprs(i, k+1)
314			ENDDO
315			ENDDO
316
317			! MAF modif pour tenir compte du cas rnpb + traceur
318	guez	18	DO it=1, nq_phys
319	guez	3	if (clsol(it)) then
320			! couche limite avec quantite dans le sol calculee
321			CALL cltracrn(it, pdtphys, yu1, yv1, &
322			coefh, t_seri, ftsol, pctsrf, &
323			tr_seri(1, 1, it), trs(1, it), &
324			paprs, pplay, delp, &
325			masktr(1, it), fshtr(1, it), hsoltr(it), &
326			tautr(it), vdeptr(it), &
327			rlat, &
328			d_tr_cl(1, 1, it), d_trs)
329			DO k = 1, llm
330			DO i = 1, klon
331			tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cl(i, k, it)
332			ENDDO
333			ENDDO
334
335			! Traceur ds sol
336
337			DO i = 1, klon
338			trs(i, it) = trs(i, it) + d_trs(i)
339			END DO
340			else ! couche limite avec flux prescrit
341			!MAF provisoire source / traceur a creer
342			DO i=1, klon
343			source(i) = 0.0 ! pas de source, pour l'instant
344			ENDDO
345
346			CALL cltrac(pdtphys, coefh, t_seri, &
347			tr_seri(1, 1, it), source, &
348			paprs, pplay, delp, &
349			d_tr_cl(1, 1, it))
350			DO k = 1, llm
351			DO i = 1, klon
352			tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cl(i, k, it)
353			ENDDO
354			ENDDO
355			endif
356			ENDDO
357
358			endif ! couche limite
359
360			! Calcul de l'effet du puits radioactif
361
362			! MAF il faudrait faire une modification pour passer dans radiornpb
363			! si radio=true mais pour l'instant radiornpb propre au cas rnpb
364			if (rnpb) then
365			d_tr_dec(:, :, :) = radiornpb(tr_seri, pdtphys, tautr)
366	guez	18	DO it=1, nq_phys
367	guez	3	if (radio(it)) then
368			tr_seri(:, :, it) = tr_seri(:, :, it) + d_tr_dec(:, :, it)
369			WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it
370			CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1.e33, 'puits rn it='//itn)
371			endif
372			ENDDO
373			endif ! rnpb decroissance radioactive
374
375	guez	18	if (nq_phys >= 3) then
376	guez	6	! Ozone as a tracer:
377	guez	7	if (mod(itap - 1, lmt_pas) == 0) then
378			! Once per day, update the coefficients for ozone chemistry:
379			call regr_pr_comb_coefoz(julien)
380			end if
381	guez	6	call o3_chem(julien, gmtime, t_seri, zmasse, pdtphys, tr_seri(:, :, 3))
382			end if
383	guez	3
384			! Calcul de l'effet de la precipitation
385
386			IF (lessivage) THEN
387			d_tr_lessi_nucl(:, :, :) = 0.
388			d_tr_lessi_impa(:, :, :) = 0.
389			flestottr(:, :, :) = 0.
390
391			! tendance des aerosols nuclees et impactes
392
393	guez	18	DO it = 1, nq_phys
394	guez	3	IF (aerosol(it)) THEN
395			DO k = 1, llm
396			DO i = 1, klon
397			d_tr_lessi_nucl(i, k, it) = d_tr_lessi_nucl(i, k, it) + &
398			( 1 - frac_nucl(i, k) )*tr_seri(i, k, it)
399			d_tr_lessi_impa(i, k, it) = d_tr_lessi_impa(i, k, it) + &
400			( 1 - frac_impa(i, k) )*tr_seri(i, k, it)
401			ENDDO
402			ENDDO
403			ENDIF
404			ENDDO
405
406			! Mises a jour des traceurs + calcul des flux de lessivage
407			! Mise a jour due a l'impaction et a la nucleation
408
409	guez	18	DO it = 1, nq_phys
410	guez	3	IF (aerosol(it)) THEN
411			DO k = 1, llm
412			DO i = 1, klon
413			tr_seri(i, k, it)=tr_seri(i, k, it) &
414			frac_impa(i, k)frac_nucl(i, k)
415			ENDDO
416			ENDDO
417			ENDIF
418			ENDDO
419
420			! Flux lessivage total
421
422	guez	18	DO it = 1, nq_phys
423	guez	3	DO k = 1, llm
424			DO i = 1, klon
425			flestottr(i, k, it) = flestottr(i, k, it) - &
426			( d_tr_lessi_nucl(i, k, it) + &
427			d_tr_lessi_impa(i, k, it) ) * &
428			( paprs(i, k)-paprs(i, k+1) ) / &
429			(RG * pdtphys)
430			ENDDO
431			ENDDO
432			ENDDO
433			ENDIF
434
435			! Ecriture des sorties
436	guez	18	call write_histrac(lessivage, nq_phys, itap, nid_tra)
437	guez	3
438			if (lafin) then
439			print *, "C'est la fin de la physique."
440			open (unit=99, file='restarttrac', form='formatted')
441			do i=1, klon
442			write(unit=99, fmt=*) trs(i, 1)
443			enddo
444			PRINT *, 'Ecriture du fichier restarttrac'
445			close(99)
446			endif
447
448			contains
449
450	guez	18	subroutine write_histrac(lessivage, nq_phys, itap, nid_tra)
451	guez	3
452			! From phylmd/write_histrac.h, version 1.9 2006/02/21 08:08:30
453
454			use dimens_m, only: iim, jjm, llm
455	guez	61	use histsync_m, only: histsync
456	guez	30	use histwrite_m, only: histwrite
457	guez	3	use temps, only: itau_phy
458	guez	18	use iniadvtrac_m, only: tnom
459	guez	3	use comgeomphy, only: airephy
460			use dimphy, only: klon
461	guez	32	use grid_change, only: gr_phy_write_2d
462			use gr_phy_write_3d_m, only: gr_phy_write_3d
463	guez	3
464			logical, intent(in):: lessivage
465
466	guez	18	integer, intent(in):: nq_phys
467	guez	3	! (nombre de traceurs auxquels on applique la physique)
468
469	guez	7	integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq"
470	guez	3	integer, intent(in):: nid_tra
471
472			! Variables local to the procedure:
473			integer it
474			integer itau_w ! pas de temps ecriture
475			logical, parameter:: ok_sync = .true.
476
477			!-----------------------------------------------------
478
479	guez	7	itau_w = itau_phy + itap
480	guez	3
481	guez	20	CALL histwrite(nid_tra, "phis", itau_w, gr_phy_write_2d(pphis))
482			CALL histwrite(nid_tra, "aire", itau_w, gr_phy_write_2d(airephy))
483			CALL histwrite(nid_tra, "zmasse", itau_w, gr_phy_write_3d(zmasse))
484	guez	3
485	guez	18	DO it=1, nq_phys
486	guez	20	CALL histwrite(nid_tra, tnom(it+2), itau_w, &
487			gr_phy_write_3d(tr_seri(:, :, it)))
488	guez	3	if (lessivage) THEN
489	guez	20	CALL histwrite(nid_tra, "fl"//tnom(it+2), itau_w, &
490			gr_phy_write_3d(flestottr(:, :, it)))
491	guez	3	endif
492	guez	20	CALL histwrite(nid_tra, "d_tr_th_"//tnom(it+2), itau_w, &
493			gr_phy_write_3d(d_tr_th(:, :, it)))
494			CALL histwrite(nid_tra, "d_tr_cv_"//tnom(it+2), itau_w, &
495			gr_phy_write_3d(d_tr_cv(:, :, it)))
496			CALL histwrite(nid_tra, "d_tr_cl_"//tnom(it+2), itau_w, &
497			gr_phy_write_3d(d_tr_cl(:, :, it)))
498	guez	3	ENDDO
499
500	guez	20	CALL histwrite(nid_tra, "pplay", itau_w, gr_phy_write_3d(pplay))
501	guez	22	CALL histwrite(nid_tra, "T", itau_w, gr_phy_write_3d(t_seri))
502	guez	3
503			if (ok_sync) then
504			call histsync(nid_tra)
505			endif
506
507			end subroutine write_histrac
508
509			END SUBROUTINE phytrac
510
511			end module phytrac_m