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trunk/phylmd/Interface_surf/calcul_fluxs.f revision 104 by guez, Thu Sep 4 10:05:52 2014 UTC trunk/phylmd/Interface_surf/calcul_fluxs.f90 revision 328 by guez, Thu Jun 13 14:40:06 2019 UTC
# Line 4  module calcul_fluxs_m Line 4  module calcul_fluxs_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE calcul_fluxs(nisurf, dtime, tsurf, p1lay, cal, beta, coef1lay, &    SUBROUTINE calcul_fluxs(tsurf, p1lay, cal, beta, cdragh, ps, qsurf, radsol, &
8         ps, qsurf, radsol, dif_grnd, t1lay, q1lay, u1lay, v1lay, petAcoef, &         t1lay, q1lay, u1lay, v1lay, tAcoef, qAcoef, tBcoef, qBcoef, tsurf_new, &
9         peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, tsurf_new, evap, fluxlat, fluxsens, &         evap, fluxlat, flux_t, dflux_s, dflux_l, dif_grnd)
        dflux_s, dflux_l)  
10    
11      ! Cette routine calcule les fluxs en h et q à l'interface et une      ! Cette routine calcule les flux en h et q à l'interface et une
12      ! température de surface.      ! température de surface.
13    
14      ! L. Fairhead April 2000      ! L. Fairhead, April 2000
15    
16      USE abort_gcm_m, ONLY: abort_gcm      ! Note that, if cal = 0, beta = 1 and dif_grnd = 0, then tsurf_new
17      USE indicesol, ONLY: is_ter      ! = tsurf and qsurf = qsat.
18      USE fcttre, ONLY: dqsatl, dqsats, foede, foeew, qsatl, qsats, thermcep  
19      USE interface_surf, ONLY: run_off      ! Libraries:
20      use nr_util, only: assert_eq      use nr_util, only: assert_eq
21      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, retv, rkappa, rlstt, rlvtt, rtt  
22        use comconst, only: dtphys
23        USE fcttre, ONLY: foede, foeew
24        USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, retv, rlstt, rlvtt, rtt
25      USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2      USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2
26    
27      integer, intent(IN):: nisurf ! surface a traiter      real, intent(IN):: tsurf(:) ! (knon) température de surface
28      real, intent(IN):: dtime  
29      real, intent(IN):: tsurf(:) ! (knon) temperature de surface      real, intent(IN):: p1lay(:) ! (knon)
30      real, intent(IN):: p1lay(:) ! (knon) pression 1er niveau (milieu de couche)      ! pression première couche (milieu de couche)
31    
32      real, intent(IN):: cal(:) ! (knon) capacité calorifique du sol      real, intent(IN):: cal(:) ! (knon) capacité calorifique du sol
33      real, intent(IN):: beta(:) ! (knon) evap reelle      real, intent(IN):: beta(:) ! (knon) évaporation réelle
34      real, intent(IN):: coef1lay(:) ! (knon) coefficient d'échange      real, intent(IN):: cdragh(:) ! (knon) coefficient d'échange
35      real, intent(IN):: ps(:) ! (knon) pression au sol      real, intent(IN):: ps(:) ! (knon) pression au sol, en Pa
36      real, intent(OUT):: qsurf(:) ! (knon) humidite de l'air au dessus du sol      real, intent(OUT):: qsurf(:) ! (knon) humidité de l'air au-dessus du sol
     real, intent(IN):: radsol(:) ! (knon) rayonnement net au sol (LW + SW)  
37    
38      real, intent(IN):: dif_grnd(:) ! (knon)      real, intent(IN):: radsol(:) ! (knon)
39      ! coefficient diffusion vers le sol profond      ! net downward radiative (longwave + shortwave) flux at the surface
40    
41        real, intent(IN):: dif_grnd ! coefficient de diffusion vers le sol profond
42      real, intent(IN):: t1lay(:), q1lay(:), u1lay(:), v1lay(:) ! (knon)      real, intent(IN):: t1lay(:), q1lay(:), u1lay(:), v1lay(:) ! (knon)
43    
44      real, intent(IN):: petAcoef(:), peqAcoef(:) ! (knon)      real, intent(IN):: tAcoef(:), qAcoef(:) ! (knon)
45      ! coefficients A de la résolution de la couche limite pour t et q      ! coefficients A de la résolution de la couche limite pour T et q
46    
47      real, intent(IN):: petBcoef(:), peqBcoef(:) ! (knon)      real, intent(IN):: tBcoef(:), qBcoef(:) ! (knon)
48      ! petBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour t      ! coefficients B de la résolution de la couche limite pour t et q
     ! peqBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour q  
49    
50      real, intent(OUT):: tsurf_new(:) ! (knon) température au sol      real, intent(OUT):: tsurf_new(:) ! (knon) température au sol
51      real, intent(OUT):: evap(:), fluxlat(:), fluxsens(:) ! (knon)      real, intent(OUT):: evap(:) ! (knon)
52      ! fluxlat flux de chaleur latente  
53      ! fluxsens flux de chaleur sensible      real, intent(OUT):: fluxlat(:), flux_t(:) ! (knon)
54        ! flux de chaleurs latente et sensible, en W m-2
55    
56      real, intent(OUT):: dflux_s(:), dflux_l(:) ! (knon)      real, intent(OUT):: dflux_s(:), dflux_l(:) ! (knon)
57      ! Dérivées des flux dF/dTs (W m-2 K-1)      ! dérivées des flux de chaleurs sensible et latente par rapport à
58      ! dflux_s derivee du flux de chaleur sensible / Ts      ! Ts (W m-2 K-1)
     ! dflux_l derivee du flux de chaleur latente / Ts  
59    
60      ! Local:      ! Local:
61      integer i      integer i
62      real, dimension(size(ps)) :: zx_mh, zx_nh, zx_oh      integer knon ! nombre de points \`a traiter
63      real, dimension(size(ps)) :: zx_mq, zx_nq, zx_oq      real, dimension(size(ps)):: mh, oh, mq, nq, oq, dq_s_dt, coef ! (knon)
64      real, dimension(size(ps)) :: zx_pkh, zx_dq_s_dt, zx_qsat, zx_coef      real qsat(size(ps)) ! (knon) mass fraction
65      real, dimension(size(ps)) :: zx_sl, zx_k1      real sl(size(ps)) ! (knon) chaleur latente d'évaporation ou de sublimation
66      real, dimension(size(ps)) :: zx_q_0 , d_ts      logical delta
67      logical zdelta      real zcor
68      real zcvm5, zx_qs, zcor, zx_dq_s_dh      real, parameter:: t_grnd = 271.35
69      real :: bilan_f, fq_fonte      real, parameter:: min_wind_speed = 1. ! in m s-1
     REAL :: subli, fsno  
     REAL :: qsat_new, q1_new  
     integer knon ! nombre de points a traiter  
     real, parameter:: t_grnd = 271.35, t_coup = 273.15  
70    
71      !---------------------------------------------------------------------      !---------------------------------------------------------------------
72    
73      knon = assert_eq((/size(tsurf), size(p1lay), size(cal), size(beta), &      knon = assert_eq([size(tsurf), size(p1lay), size(cal), size(beta), &
74           size(coef1lay), size(ps), size(qsurf), size(radsol), size(dif_grnd), &           size(cdragh), size(ps), size(qsurf), size(radsol), size(t1lay), &
75           size(t1lay), size(q1lay), size(u1lay), size(v1lay), size(petAcoef), &           size(q1lay), size(u1lay), size(v1lay), size(tAcoef), size(qAcoef), &
76           size(peqAcoef), size(petBcoef), size(peqBcoef), size(tsurf_new), &           size(tBcoef), size(qBcoef), size(tsurf_new), size(evap), &
77           size(evap), size(fluxlat), size(fluxsens), size(dflux_s), &           size(fluxlat), size(flux_t), size(dflux_s), size(dflux_l)], &
78           size(dflux_l)/), "calcul_fluxs knon")           "calcul_fluxs knon")
   
     if (size(run_off) /= knon .AND. nisurf == is_ter) then  
        print *, 'Bizarre, le nombre de points continentaux'  
        print *, 'a change entre deux appels. J''arrete.'  
        call abort_gcm('calcul_fluxs', 'Pb run_off', 1)  
     endif  
   
     ! Traitement humidite du sol  
   
     evap = 0.  
     fluxsens=0.  
     fluxlat=0.  
     dflux_s = 0.  
     dflux_l = 0.  
79    
80      ! zx_qs = qsat en kg/kg      ! Traitement de l'humidité du sol
81    
82      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
83         zx_pkh(i) = (ps(i)/ps(i))**RKAPPA         delta = rtt >= tsurf(i)
84         IF (thermcep) THEN         qsat(i) = MIN(0.5, r2es * FOEEW(tsurf(i), delta) / ps(i))
85            zdelta= rtt >= tsurf(i)         zcor = 1. / (1. - retv * qsat(i))
86            zcvm5 = merge(R5IES*RLSTT, R5LES*RLVTT, zdelta)         qsat(i) = qsat(i) * zcor
87            zcvm5 = zcvm5 / RCPD / (1.0+RVTMP2*q1lay(i))         dq_s_dt(i) = RCPD * FOEDE(tsurf(i), delta, merge(R5IES * RLSTT, &
88            zx_qs= r2es * FOEEW(tsurf(i), zdelta)/ps(i)              R5LES * RLVTT, delta) / RCPD / (1. + RVTMP2 * q1lay(i)), qsat(i), &
89            zx_qs=MIN(0.5, zx_qs)              zcor) / RLVTT
           zcor=1./(1.-retv*zx_qs)  
           zx_qs=zx_qs*zcor  
           zx_dq_s_dh = FOEDE(tsurf(i), zdelta, zcvm5, zx_qs, zcor) &  
                /RLVTT / zx_pkh(i)  
        ELSE  
           IF (tsurf(i).LT.t_coup) THEN  
              zx_qs = qsats(tsurf(i)) / ps(i)  
              zx_dq_s_dh = dqsats(tsurf(i), zx_qs)/RLVTT &  
                   / zx_pkh(i)  
           ELSE  
              zx_qs = qsatl(tsurf(i)) / ps(i)  
              zx_dq_s_dh = dqsatl(tsurf(i), zx_qs)/RLVTT &  
                   / zx_pkh(i)  
           ENDIF  
        ENDIF  
        zx_dq_s_dt(i) = RCPD * zx_pkh(i) * zx_dq_s_dh  
        zx_qsat(i) = zx_qs  
        zx_coef(i) = coef1lay(i) &  
             * (1.0+SQRT(u1lay(i)**2+v1lay(i)**2)) &  
             * p1lay(i)/(RD*t1lay(i))  
   
90      ENDDO      ENDDO
91    
92      ! === Calcul de la temperature de surface ===      coef = cdragh * (min_wind_speed + SQRT(u1lay**2 + v1lay**2)) * p1lay &
93             / (RD * t1lay)
94      ! zx_sl = chaleur latente d'evaporation ou de sublimation      sl = merge(RLSTT, RLVTT, tsurf < RTT)
95    
96      do i = 1, knon      ! Q
97         zx_sl(i) = RLVTT      oq = 1. - beta * coef * qBcoef * dtphys
98         if (tsurf(i) .LT. RTT) zx_sl(i) = RLSTT      mq = beta * coef * (qAcoef - qsat + dq_s_dt * tsurf) / oq
99         zx_k1(i) = zx_coef(i)      nq = - beta * coef * dq_s_dt / oq
100      enddo  
101        ! H
102      do i = 1, knon      oh = 1. - coef * tBcoef * dtphys
103         ! Q      mh = coef * tAcoef / oh
104         zx_oq(i) = 1. - (beta(i) * zx_k1(i) * peqBcoef(i) * dtime)      dflux_s = - coef * RCPD / oh
105         zx_mq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * &  
106              (peqAcoef(i) - zx_qsat(i) &      tsurf_new = (tsurf + cal / RCPD * dtphys * (radsol + mh + sl * mq) &
107              + zx_dq_s_dt(i) * tsurf(i)) &           + dif_grnd * t_grnd * dtphys) / (1. - dtphys * cal / RCPD * (dflux_s &
108              / zx_oq(i)           + sl * nq) + dtphys * dif_grnd)
109         zx_nq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * (-1. * zx_dq_s_dt(i)) &      evap = - mq - nq * tsurf_new
110              / zx_oq(i)      fluxlat = - evap * sl
111        flux_t = mh + dflux_s * tsurf_new
112         ! H      dflux_l = sl * nq
113         zx_oh(i) = 1. - (zx_k1(i) * petBcoef(i) * dtime)      qsurf = (qAcoef - qBcoef * evap * dtphys) * (1. - beta) + beta * (qsat &
114         zx_mh(i) = zx_k1(i) * petAcoef(i) / zx_oh(i)           + dq_s_dt * (tsurf_new - tsurf))
        zx_nh(i) = - (zx_k1(i) * RCPD * zx_pkh(i))/ zx_oh(i)  
   
        ! Tsurface  
        tsurf_new(i) = (tsurf(i) + cal(i)/(RCPD * zx_pkh(i)) * dtime * &  
             (radsol(i) + zx_mh(i) + zx_sl(i) * zx_mq(i)) &  
             + dif_grnd(i) * t_grnd * dtime)/ &  
             ( 1. - dtime * cal(i)/(RCPD * zx_pkh(i)) * ( &  
             zx_nh(i) + zx_sl(i) * zx_nq(i)) &  
             + dtime * dif_grnd(i))  
   
   
        ! Y'a-t-il fonte de neige?  
   
        ! fonte_neige = (nisurf /= is_oce) .AND. &  
        ! & (snow(i) > epsfra .OR. nisurf == is_sic .OR. nisurf == is_lic) &  
        ! & .AND. (tsurf_new(i) >= RTT)  
        ! if (fonte_neige) tsurf_new(i) = RTT  
        d_ts(i) = tsurf_new(i) - tsurf(i)  
        ! zx_h_ts(i) = tsurf_new(i) * RCPD * zx_pkh(i)  
        ! zx_q_0(i) = zx_qsat(i) + zx_dq_s_dt(i) * d_ts(i)  
        !== flux_q est le flux de vapeur d'eau: kg/(m**2 s) positive vers bas  
        !== flux_t est le flux de cpt (energie sensible): j/(m**2 s)  
        evap(i) = - zx_mq(i) - zx_nq(i) * tsurf_new(i)  
        fluxlat(i) = - evap(i) * zx_sl(i)  
        fluxsens(i) = zx_mh(i) + zx_nh(i) * tsurf_new(i)  
        ! Derives des flux dF/dTs (W m-2 K-1):  
        dflux_s(i) = zx_nh(i)  
        dflux_l(i) = (zx_sl(i) * zx_nq(i))  
        ! Nouvelle valeure de l'humidite au dessus du sol  
        qsat_new=zx_qsat(i) + zx_dq_s_dt(i) * d_ts(i)  
        q1_new = peqAcoef(i) - peqBcoef(i)*evap(i)*dtime  
        qsurf(i)=q1_new*(1.-beta(i)) + beta(i)*qsat_new  
     ENDDO  
115    
116    END SUBROUTINE calcul_fluxs    END SUBROUTINE calcul_fluxs
117    
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