1 |
module flxmain_m |
2 |
|
3 |
IMPLICIT none |
4 |
|
5 |
contains |
6 |
|
7 |
SUBROUTINE flxmain(pdtime, pten, pqen, pqsen, pqhfl, pap, paph, pgeo, & |
8 |
ldland, ptte, pqte, pvervel, prsfc, pssfc, kcbot, kctop, kdtop, pmfu, & |
9 |
pmfd, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d, dt_con, dq_con, pmflxr, pmflxs) |
10 |
|
11 |
USE dimphy, ONLY: klev, klon |
12 |
USE suphec_m, ONLY: rcpd, retv, rg, rlvtt |
13 |
USE yoethf_m, ONLY: r4les, r5les |
14 |
USE yoecumf, ONLY: flxsetup, cmfdeps, entrpen, entrscv, lmfdd |
15 |
|
16 |
REAL, intent(in):: pdtime |
17 |
REAL pten(klon,klev), pqen(klon,klev), pqsen(klon,klev) |
18 |
REAL ptte(klon,klev) |
19 |
REAL pqte(klon,klev) |
20 |
REAL pvervel(klon,klev) |
21 |
REAL pgeo(klon,klev), pap(klon,klev), paph(klon,klev+1) |
22 |
REAL pqhfl(klon) |
23 |
|
24 |
REAL ptu(klon,klev), pqu(klon,klev), plu(klon,klev) |
25 |
REAL plude(klon,klev) |
26 |
REAL pmfu(klon,klev) |
27 |
REAL prsfc(klon), pssfc(klon) |
28 |
INTEGER kcbot(klon), kctop(klon), ktype(klon) |
29 |
LOGICAL ldland(klon), ldcum(klon) |
30 |
|
31 |
REAL ztenh(klon,klev), zqenh(klon,klev), zqsenh(klon,klev) |
32 |
REAL zgeoh(klon,klev) |
33 |
REAL zmfub(klon), zmfub1(klon) |
34 |
REAL zmfus(klon,klev), zmfuq(klon,klev), zmful(klon,klev) |
35 |
REAL zdmfup(klon,klev), zdpmel(klon,klev) |
36 |
REAL zentr(klon), zhcbase(klon) |
37 |
REAL zdqpbl(klon), zdqcv(klon), zdhpbl(klon) |
38 |
REAL zrfl(klon) |
39 |
REAL pmflxr(klon,klev+1) |
40 |
REAL pmflxs(klon,klev+1) |
41 |
INTEGER ilab(klon,klev), ictop0(klon) |
42 |
LOGICAL llo1 |
43 |
REAL dt_con(klon,klev), dq_con(klon,klev) |
44 |
REAL zmfmax, zdh |
45 |
real zqumqe, zdqmin, zalvdcp, zhsat, zzz |
46 |
REAL zhhat, zpbmpt, zgam, zeps, zfac |
47 |
INTEGER i, k, ikb, itopm2, kcum |
48 |
|
49 |
REAL pen_u(klon,klev), pde_u(klon,klev) |
50 |
REAL pen_d(klon,klev), pde_d(klon,klev) |
51 |
|
52 |
REAL ptd(klon,klev), pqd(klon,klev), pmfd(klon,klev) |
53 |
REAL zmfds(klon,klev), zmfdq(klon,klev), zdmfdp(klon,klev) |
54 |
INTEGER kdtop(klon) |
55 |
LOGICAL lddraf(klon) |
56 |
|
57 |
LOGICAL:: firstcal = .TRUE. |
58 |
|
59 |
!--------------------------------------------------------------------- |
60 |
|
61 |
IF (firstcal) THEN |
62 |
CALL flxsetup |
63 |
firstcal = .FALSE. |
64 |
ENDIF |
65 |
|
66 |
DO i = 1, klon |
67 |
ldcum(i) = .FALSE. |
68 |
ENDDO |
69 |
DO k = 1, klev |
70 |
DO i = 1, klon |
71 |
dt_con(i,k) = 0.0 |
72 |
dq_con(i,k) = 0.0 |
73 |
ENDDO |
74 |
ENDDO |
75 |
|
76 |
! initialiser les variables et faire l'interpolation verticale |
77 |
|
78 |
CALL flxini(pten, pqen, pqsen, pgeo, & |
79 |
paph, zgeoh, ztenh, zqenh, zqsenh, & |
80 |
ptu, pqu, ptd, pqd, pmfd, zmfds, zmfdq, zdmfdp, & |
81 |
pmfu, zmfus, zmfuq, zdmfup, & |
82 |
zdpmel, plu, plude, ilab, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d) |
83 |
|
84 |
! determiner les valeurs au niveau de base de la tour convective |
85 |
|
86 |
CALL flxbase(ztenh, zqenh, zgeoh, paph, & |
87 |
ptu, pqu, plu, ldcum, kcbot, ilab) |
88 |
|
89 |
! calculer la convergence totale de l'humidite et celle en provenance |
90 |
! de la couche limite, plus precisement, la convergence integree entre |
91 |
! le sol et la base de la convection. Cette derniere convergence est |
92 |
! comparee avec l'evaporation obtenue dans la couche limite pour |
93 |
! determiner le type de la convection |
94 |
|
95 |
k=1 |
96 |
DO i = 1, klon |
97 |
zdqcv(i) = pqte(i,k)*(paph(i,k+1)-paph(i,k)) |
98 |
zdhpbl(i) = 0.0 |
99 |
zdqpbl(i) = 0.0 |
100 |
ENDDO |
101 |
|
102 |
DO k=2,klev |
103 |
DO i = 1, klon |
104 |
zdqcv(i)=zdqcv(i)+pqte(i,k)*(paph(i,k+1)-paph(i,k)) |
105 |
IF (k.GE.kcbot(i)) THEN |
106 |
zdqpbl(i)=zdqpbl(i)+pqte(i,k)*(paph(i,k+1)-paph(i,k)) |
107 |
zdhpbl(i)=zdhpbl(i)+(RCPD*ptte(i,k)+RLVTT*pqte(i,k)) & |
108 |
*(paph(i,k+1)-paph(i,k)) |
109 |
ENDIF |
110 |
ENDDO |
111 |
ENDDO |
112 |
|
113 |
DO i = 1, klon |
114 |
ktype(i) = 2 |
115 |
if (zdqcv(i).GT.MAX(0.,-1.5*pqhfl(i)*RG)) ktype(i) = 1 |
116 |
!cc if (zdqcv(i).GT.MAX(0.,-1.1*pqhfl(i)*RG)) ktype(i) = 1 |
117 |
ENDDO |
118 |
|
119 |
! determiner le flux de masse entrant a travers la base. |
120 |
! on ignore, pour l'instant, l'effet du panache descendant |
121 |
|
122 |
DO i = 1, klon |
123 |
ikb=kcbot(i) |
124 |
zqumqe=pqu(i,ikb)+plu(i,ikb)-zqenh(i,ikb) |
125 |
zdqmin=MAX(0.01*zqenh(i,ikb),1.E-10) |
126 |
IF (zdqpbl(i).GT.0..AND.zqumqe.GT.zdqmin.AND.ldcum(i)) THEN |
127 |
zmfub(i) = zdqpbl(i)/(RG*MAX(zqumqe,zdqmin)) |
128 |
ELSE |
129 |
zmfub(i) = 0.01 |
130 |
ldcum(i)=.FALSE. |
131 |
ENDIF |
132 |
IF (ktype(i).EQ.2) THEN |
133 |
zdh = RCPD*(ptu(i,ikb)-ztenh(i,ikb)) + RLVTT*zqumqe |
134 |
zdh = RG * MAX(zdh,1.0E5*zdqmin) |
135 |
IF (zdhpbl(i).GT.0..AND.ldcum(i))zmfub(i)=zdhpbl(i)/zdh |
136 |
ENDIF |
137 |
zmfmax = (paph(i,ikb)-paph(i,ikb-1)) / (RG*pdtime) |
138 |
zmfub(i) = MIN(zmfub(i),zmfmax) |
139 |
zentr(i) = ENTRSCV |
140 |
IF (ktype(i).EQ.1) zentr(i) = ENTRPEN |
141 |
ENDDO |
142 |
|
143 |
! DETERMINE CLOUD ASCENT FOR ENTRAINING PLUME |
144 |
|
145 |
! (A) calculer d'abord la hauteur "theorique" de la tour convective sans |
146 |
! considerer l'entrainement ni le detrainement du panache, sachant |
147 |
! ces derniers peuvent abaisser la hauteur theorique. |
148 |
|
149 |
DO i = 1, klon |
150 |
ikb=kcbot(i) |
151 |
zhcbase(i)=RCPD*ptu(i,ikb)+zgeoh(i,ikb)+RLVTT*pqu(i,ikb) |
152 |
ictop0(i)=kcbot(i)-1 |
153 |
ENDDO |
154 |
|
155 |
zalvdcp=RLVTT/RCPD |
156 |
DO k=klev-1,3,-1 |
157 |
DO i = 1, klon |
158 |
zhsat=RCPD*ztenh(i,k)+zgeoh(i,k)+RLVTT*zqsenh(i,k) |
159 |
zgam=R5LES*zalvdcp*zqsenh(i,k)/ & |
160 |
((1.-RETV *zqsenh(i,k))*(ztenh(i,k)-R4LES)**2) |
161 |
zzz=RCPD*ztenh(i,k)*0.608 |
162 |
zhhat=zhsat-(zzz+zgam*zzz)/(1.+zgam*zzz/RLVTT)* & |
163 |
MAX(zqsenh(i,k)-zqenh(i,k),0.) |
164 |
IF(k.LT.ictop0(i).AND.zhcbase(i).GT.zhhat) ictop0(i)=k |
165 |
ENDDO |
166 |
ENDDO |
167 |
|
168 |
! (B) calculer le panache ascendant |
169 |
|
170 |
CALL flxasc(pdtime,ztenh, zqenh, pten, pqen, pqsen, & |
171 |
pgeo, zgeoh, pap, paph, pqte, pvervel, & |
172 |
ldland, ldcum, ktype, ilab, & |
173 |
ptu, pqu, plu, pmfu, zmfub, zentr, & |
174 |
zmfus, zmfuq, zmful, plude, zdmfup, & |
175 |
kcbot, kctop, ictop0, kcum, pen_u, pde_u) |
176 |
|
177 |
IF (kcum /= 0) then |
178 |
! verifier l'epaisseur de la convection et changer eventuellement |
179 |
! le taux d'entrainement/detrainement |
180 |
|
181 |
DO i = 1, klon |
182 |
zpbmpt=paph(i,kcbot(i))-paph(i,kctop(i)) |
183 |
IF(ldcum(i).AND.ktype(i).EQ.1.AND.zpbmpt.LT.2.E4)ktype(i)=2 |
184 |
IF(ldcum(i)) ictop0(i)=kctop(i) |
185 |
IF(ktype(i).EQ.2) zentr(i)=ENTRSCV |
186 |
ENDDO |
187 |
|
188 |
IF (lmfdd) THEN ! si l'on considere le panache descendant |
189 |
! calculer la precipitation issue du panache ascendant pour |
190 |
! determiner l'existence du panache descendant dans la convection |
191 |
DO i = 1, klon |
192 |
zrfl(i)=zdmfup(i,1) |
193 |
ENDDO |
194 |
DO k=2,klev |
195 |
DO i = 1, klon |
196 |
zrfl(i)=zrfl(i)+zdmfup(i,k) |
197 |
ENDDO |
198 |
ENDDO |
199 |
|
200 |
! determiner le LFS (level of free sinking: niveau de plonge libre) |
201 |
CALL flxdlfs(ztenh, zqenh, zgeoh, paph, ptu, pqu, & |
202 |
ldcum, kcbot, kctop, zmfub, zrfl, & |
203 |
ptd, pqd, & |
204 |
pmfd, zmfds, zmfdq, zdmfdp, & |
205 |
kdtop, lddraf) |
206 |
|
207 |
! calculer le panache descendant |
208 |
CALL flxddraf(ztenh, zqenh, & |
209 |
zgeoh, paph, zrfl, & |
210 |
ptd, pqd, & |
211 |
pmfd, zmfds, zmfdq, zdmfdp, & |
212 |
lddraf, pen_d, pde_d) |
213 |
|
214 |
! calculer de nouveau le flux de masse entrant a travers la base |
215 |
! de la convection, sachant qu'il a ete modifie par le panache |
216 |
! descendant |
217 |
DO i = 1, klon |
218 |
IF (lddraf(i)) THEN |
219 |
ikb = kcbot(i) |
220 |
llo1 = PMFD(i,ikb).LT.0. |
221 |
zeps = 0. |
222 |
IF ( llo1 ) zeps = CMFDEPS |
223 |
zqumqe = pqu(i,ikb)+plu(i,ikb)- & |
224 |
zeps*pqd(i,ikb)-(1.-zeps)*zqenh(i,ikb) |
225 |
zdqmin = MAX(0.01*zqenh(i,ikb),1.E-10) |
226 |
zmfmax = (paph(i,ikb)-paph(i,ikb-1)) / (RG*pdtime) |
227 |
IF (zdqpbl(i).GT.0..AND.zqumqe.GT.zdqmin.AND.ldcum(i) & |
228 |
.AND.zmfub(i).LT.zmfmax) THEN |
229 |
zmfub1(i) = zdqpbl(i) / (RG*MAX(zqumqe,zdqmin)) |
230 |
ELSE |
231 |
zmfub1(i) = zmfub(i) |
232 |
ENDIF |
233 |
IF (ktype(i).EQ.2) THEN |
234 |
zdh = RCPD*(ptu(i,ikb)-zeps*ptd(i,ikb)- & |
235 |
(1.-zeps)*ztenh(i,ikb))+RLVTT*zqumqe |
236 |
zdh = RG * MAX(zdh,1.0E5*zdqmin) |
237 |
IF (zdhpbl(i).GT.0..AND.ldcum(i))zmfub1(i)=zdhpbl(i)/zdh |
238 |
ENDIF |
239 |
IF ( .NOT.((ktype(i).EQ.1.OR.ktype(i).EQ.2).AND. & |
240 |
ABS(zmfub1(i)-zmfub(i)).LT.0.2*zmfub(i)) ) & |
241 |
zmfub1(i) = zmfub(i) |
242 |
ENDIF |
243 |
ENDDO |
244 |
DO k = 1, klev |
245 |
DO i = 1, klon |
246 |
IF (lddraf(i)) THEN |
247 |
zfac = zmfub1(i)/MAX(zmfub(i),1.E-10) |
248 |
pmfd(i,k) = pmfd(i,k)*zfac |
249 |
zmfds(i,k) = zmfds(i,k)*zfac |
250 |
zmfdq(i,k) = zmfdq(i,k)*zfac |
251 |
zdmfdp(i,k) = zdmfdp(i,k)*zfac |
252 |
pen_d(i,k) = pen_d(i,k)*zfac |
253 |
pde_d(i,k) = pde_d(i,k)*zfac |
254 |
ENDIF |
255 |
ENDDO |
256 |
ENDDO |
257 |
DO i = 1, klon |
258 |
IF (lddraf(i)) zmfub(i)=zmfub1(i) |
259 |
ENDDO |
260 |
ENDIF ! fin de test sur lmfdd |
261 |
|
262 |
! calculer de nouveau le panache ascendant |
263 |
|
264 |
CALL flxasc(pdtime,ztenh, zqenh, pten, pqen, pqsen, & |
265 |
pgeo, zgeoh, pap, paph, pqte, pvervel, & |
266 |
ldland, ldcum, ktype, ilab, & |
267 |
ptu, pqu, plu, pmfu, zmfub, zentr, & |
268 |
zmfus, zmfuq, zmful, plude, zdmfup, & |
269 |
kcbot, kctop, ictop0, kcum, pen_u, pde_u) |
270 |
|
271 |
! determiner les flux convectifs en forme finale, ainsi que |
272 |
! la quantite des precipitations |
273 |
|
274 |
CALL flxflux(pdtime, pqen, pqsen, ztenh, zqenh, pap, paph, & |
275 |
ldland, zgeoh, kcbot, kctop, lddraf, kdtop, ktype, ldcum, & |
276 |
pmfu, pmfd, zmfus, zmfds, zmfuq, zmfdq, zmful, plude, & |
277 |
zdmfup, zdmfdp, pten, prsfc, pssfc, zdpmel, itopm2, & |
278 |
pmflxr, pmflxs) |
279 |
|
280 |
! calculer les tendances pour T et Q |
281 |
|
282 |
CALL flxdtdq(itopm2, paph, ldcum, pten, & |
283 |
zmfus, zmfds, zmfuq, zmfdq, zmful, zdmfup, zdmfdp, zdpmel, & |
284 |
dt_con,dq_con) |
285 |
end IF |
286 |
|
287 |
END SUBROUTINE flxmain |
288 |
|
289 |
end module flxmain_m |