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trunk/phylmd/Interface_surf/calcul_fluxs.f revision 103 by guez, Fri Aug 29 13:00:05 2014 UTC trunk/Sources/phylmd/Interface_surf/calcul_fluxs.f revision 171 by guez, Tue Sep 29 19:48:59 2015 UTC
# Line 4  module calcul_fluxs_m Line 4  module calcul_fluxs_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE calcul_fluxs( klon, knon, nisurf, dtime,  &    SUBROUTINE calcul_fluxs(dtime, tsurf, p1lay, cal, beta, coef1lay, ps, &
8         tsurf, p1lay, cal, beta, coef1lay, ps,  &         qsurf, radsol, dif_grnd, t1lay, q1lay, u1lay, v1lay, petAcoef, &
9         precip_rain, precip_snow, snow, qsurf,  &         peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, tsurf_new, evap, fluxlat, fluxsens, &
10         radsol, dif_grnd, t1lay, q1lay, u1lay, v1lay,  &         dflux_s, dflux_l)
        petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef,  &  
        tsurf_new, evap, fluxlat, fluxsens, dflux_s, dflux_l)  
11    
12      ! Cette routine calcule les fluxs en h et q à l'interface et une      ! Cette routine calcule les fluxs en h et q à l'interface et une
13      ! température de surface.      ! température de surface.
14    
15      ! L. Fairhead 4/2000      ! L. Fairhead April 2000
16    
17      ! input:      USE abort_gcm_m, ONLY: abort_gcm
18      ! knon nombre de points a traiter      USE fcttre, ONLY: dqsatl, dqsats, foede, foeew, qsatl, qsats, thermcep
19      ! nisurf surface a traiter      USE indicesol, ONLY: is_ter
20      ! tsurf temperature de surface      use nr_util, only: assert_eq
21      ! p1lay pression 1er niveau (milieu de couche)      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, retv, rkappa, rlstt, rlvtt, rtt
22      ! cal capacite calorifique du sol      USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2
23      ! beta evap reelle  
24      ! coef1lay coefficient d'echange      real, intent(IN):: dtime
25      ! ps pression au sol      real, intent(IN):: tsurf(:) ! (knon) temperature de surface
26      ! precip_rain precipitations liquides      real, intent(IN):: p1lay(:) ! (knon) pression 1er niveau (milieu de couche)
27      ! precip_snow precipitations solides      real, intent(IN):: cal(:) ! (knon) capacité calorifique du sol
28      ! snow champs hauteur de neige      real, intent(IN):: beta(:) ! (knon) evap reelle
29      ! runoff runoff en cas de trop plein      real, intent(IN):: coef1lay(:) ! (knon) coefficient d'échange
30      ! petAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour t      real, intent(IN):: ps(:) ! (knon) pression au sol
31      ! peqAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour q      real, intent(OUT):: qsurf(:) ! (knon) humidite de l'air au dessus du sol
32      ! petBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour t      real, intent(IN):: radsol(:) ! (knon) rayonnement net au sol (LW + SW)
33      ! peqBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour q  
34      ! radsol rayonnement net aus sol (LW + SW)      real, intent(IN):: dif_grnd(:) ! (knon)
35      ! dif_grnd coeff. diffusion vers le sol profond      ! coefficient diffusion vers le sol profond
36    
37      ! output:      real, intent(IN):: t1lay(:), q1lay(:), u1lay(:), v1lay(:) ! (knon)
38      ! tsurf_new temperature au sol  
39      ! qsurf humidite de l'air au dessus du sol      real, intent(IN):: petAcoef(:), peqAcoef(:) ! (knon)
40      ! fluxsens flux de chaleur sensible      ! coefficients A de la résolution de la couche limite pour t et q
41      ! fluxlat flux de chaleur latente  
42      ! dflux_s derivee du flux de chaleur sensible / Ts      real, intent(IN):: petBcoef(:), peqBcoef(:) ! (knon)
43      ! dflux_l derivee du flux de chaleur latente / Ts      ! coeff. B de la resolution de la CL pour t et q
44    
45        real, intent(OUT):: tsurf_new(:) ! (knon) température au sol
46      use indicesol      real, intent(OUT):: evap(:) ! (knon)
47      use abort_gcm_m, only: abort_gcm  
48      use yoethf_m      real, intent(OUT):: fluxlat(:), fluxsens(:) ! (knon)
49      use fcttre, only: thermcep, foeew, qsats, qsatl, foede, dqsats, dqsatl      ! flux de chaleur latente et sensible
50      use SUPHEC_M  
51      use interface_surf      real, intent(OUT):: dflux_s(:), dflux_l(:) ! (knon)
52        ! dérivées des flux de chaleurs sensible et latente par rapport à
53      ! Parametres d'entree      ! Ts (W m-2 K-1)
54      integer, intent(IN) :: knon, nisurf, klon  
55      real , intent(IN) :: dtime      ! Local:
56      real, dimension(klon), intent(IN) :: petAcoef, peqAcoef      integer i
57      real, dimension(klon), intent(IN) :: petBcoef, peqBcoef      integer knon ! nombre de points a traiter
58      real, dimension(klon), intent(IN) :: ps, q1lay      real, dimension(size(ps)):: mh, oh, mq, nq, oq
59      real, dimension(klon), intent(IN) :: tsurf, p1lay, cal, beta, coef1lay      real, dimension(size(ps)):: dq_s_dt, coef
60      real, dimension(klon), intent(IN) :: precip_rain, precip_snow      real qsat(size(ps)) ! qsat en kg/kg
61      real, dimension(klon), intent(IN) :: radsol, dif_grnd      real sl(size(ps)) ! chaleur latente d'evaporation ou de sublimation
62      real, dimension(klon), intent(IN) :: t1lay, u1lay, v1lay      logical delta
63      real, dimension(klon), intent(INOUT) :: snow, qsurf      real zcor
64        real, parameter:: t_grnd = 271.35, t_coup = 273.15
65      ! Parametres sorties  
66      real, dimension(klon), intent(OUT):: tsurf_new, evap, fluxsens, fluxlat      !---------------------------------------------------------------------
67      real, dimension(klon), intent(OUT):: dflux_s, dflux_l  
68        knon = assert_eq((/size(tsurf), size(p1lay), size(cal), size(beta), &
69      ! Variables locales           size(coef1lay), size(ps), size(qsurf), size(radsol), size(dif_grnd), &
70      integer :: i           size(t1lay), size(q1lay), size(u1lay), size(v1lay), size(petAcoef), &
71      real, dimension(klon) :: zx_mh, zx_nh, zx_oh           size(peqAcoef), size(petBcoef), size(peqBcoef), size(tsurf_new), &
72      real, dimension(klon) :: zx_mq, zx_nq, zx_oq           size(evap), size(fluxlat), size(fluxsens), size(dflux_s), &
73      real, dimension(klon) :: zx_pkh, zx_dq_s_dt, zx_qsat, zx_coef           size(dflux_l)/), "calcul_fluxs knon")
74      real, dimension(klon) :: zx_sl, zx_k1  
75      real, dimension(klon) :: zx_q_0 , d_ts      ! Traitement humidite du sol
76      logical zdelta  
77      real zcvm5, zx_qs, zcor, zx_dq_s_dh      IF (thermcep) THEN
78      real :: bilan_f, fq_fonte         DO i = 1, knon
79      REAL :: subli, fsno            delta = rtt >= tsurf(i)
80      REAL :: qsat_new, q1_new            qsat(i) = MIN(0.5, r2es * FOEEW(tsurf(i), delta) / ps(i))
81      real, parameter :: t_grnd = 271.35, t_coup = 273.15            zcor = 1. / (1. - retv * qsat(i))
82      !! PB temporaire en attendant mieux pour le modele de neige            qsat(i) = qsat(i) * zcor
83      REAL, parameter :: chasno = 3.334E+05/(2.3867E+06*0.15)            dq_s_dt(i) = RCPD * FOEDE(tsurf(i), delta, merge(R5IES * RLSTT, &
84                   R5LES * RLVTT, delta) / RCPD / (1. + RVTMP2 * q1lay(i)), &
85      logical, save :: check = .false.                 qsat(i), zcor) / RLVTT
86      character (len = 20) :: modname = 'calcul_fluxs'         ENDDO
87      logical, save :: fonte_neige = .false.      ELSE
88      real, save :: max_eau_sol = 150.0         DO i = 1, knon
89      character (len = 80) :: abort_message            IF (tsurf(i) < t_coup) THEN
90      logical, save :: first = .true., second=.false.               qsat(i) = qsats(tsurf(i)) / ps(i)
91                 dq_s_dt(i) = RCPD * dqsats(tsurf(i), qsat(i)) / RLVTT
     if (check) write(*, *)'Entree ', modname, ' surface = ', nisurf  
   
     IF (check) THEN  
        WRITE(*, *)' radsol (min, max)' &  
             , MINVAL(radsol(1:knon)), MAXVAL(radsol(1:knon))  
        !!CALL flush(6)  
     ENDIF  
   
     if (size(run_off) /= knon .AND. nisurf == is_ter) then  
        write(*, *)'Bizarre, le nombre de points continentaux'  
        write(*, *)'a change entre deux appels. J''arrete ...'  
        abort_message='Pb run_off'  
        call abort_gcm(modname, abort_message, 1)  
     endif  
   
     ! Traitement neige et humidite du sol  
   
     ! Initialisation  
   
     evap = 0.  
     fluxsens=0.  
     fluxlat=0.  
     dflux_s = 0.  
     dflux_l = 0.  
   
     ! zx_qs = qsat en kg/kg  
   
     DO i = 1, knon  
        zx_pkh(i) = (ps(i)/ps(i))**RKAPPA  
        IF (thermcep) THEN  
           zdelta= rtt >= tsurf(i)  
           zcvm5 = merge(R5IES*RLSTT, R5LES*RLVTT, zdelta)  
           zcvm5 = zcvm5 / RCPD / (1.0+RVTMP2*q1lay(i))  
           zx_qs= r2es * FOEEW(tsurf(i), zdelta)/ps(i)  
           zx_qs=MIN(0.5, zx_qs)  
           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)  
92            ELSE            ELSE
93               zx_qs = qsatl(tsurf(i)) / ps(i)               qsat(i) = qsatl(tsurf(i)) / ps(i)
94               zx_dq_s_dh = dqsatl(tsurf(i), zx_qs)/RLVTT &               dq_s_dt(i) = RCPD * dqsatl(tsurf(i), qsat(i)) / RLVTT
                   / zx_pkh(i)  
95            ENDIF            ENDIF
96         ENDIF         ENDDO
97         zx_dq_s_dt(i) = RCPD * zx_pkh(i) * zx_dq_s_dh      ENDIF
98         zx_qsat(i) = zx_qs  
99         zx_coef(i) = coef1lay(i) &      coef = coef1lay * (1. + SQRT(u1lay**2 + v1lay**2)) * p1lay / (RD * t1lay)
100              * (1.0+SQRT(u1lay(i)**2+v1lay(i)**2)) &      sl = merge(RLSTT, RLVTT, tsurf < RTT)
101              * p1lay(i)/(RD*t1lay(i))  
102        ! Q
103      ENDDO      oq = 1. - (beta * coef * peqBcoef * dtime)
104        mq = beta * coef * (peqAcoef - qsat + dq_s_dt * tsurf) / oq
105      ! === Calcul de la temperature de surface ===      nq = beta * coef * (- 1. * dq_s_dt) / oq
106    
107      ! zx_sl = chaleur latente d'evaporation ou de sublimation      ! H
108        oh = 1. - (coef * petBcoef * dtime)
109      do i = 1, knon      mh = coef * petAcoef / oh
110         zx_sl(i) = RLVTT      dflux_s = - (coef * RCPD)/ oh
111         if (tsurf(i) .LT. RTT) zx_sl(i) = RLSTT  
112         zx_k1(i) = zx_coef(i)      ! Tsurface
113      enddo      tsurf_new = (tsurf + cal / RCPD * dtime * (radsol + mh + sl * mq) &
114             + dif_grnd * t_grnd * dtime) / (1. - dtime * cal / RCPD * (dflux_s &
115      do i = 1, knon           + sl * nq) + dtime * dif_grnd)
116         ! Q  
117         zx_oq(i) = 1. - (beta(i) * zx_k1(i) * peqBcoef(i) * dtime)      evap = - mq - nq * tsurf_new
118         zx_mq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * &      fluxlat = - evap * sl
119              (peqAcoef(i) - zx_qsat(i) &      fluxsens = mh + dflux_s * tsurf_new
120              + zx_dq_s_dt(i) * tsurf(i)) &      dflux_l = sl * nq
121              / zx_oq(i)  
122         zx_nq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * (-1. * zx_dq_s_dt(i)) &      ! Nouvelle valeur de l'humidité au dessus du sol :
123              / zx_oq(i)      qsurf = (peqAcoef - peqBcoef * evap * dtime) * (1. - beta) + beta * (qsat &
124             + dq_s_dt * (tsurf_new - tsurf))
        ! H  
        zx_oh(i) = 1. - (zx_k1(i) * petBcoef(i) * dtime)  
        zx_mh(i) = zx_k1(i) * petAcoef(i) / zx_oh(i)  
        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  
125    
126    END SUBROUTINE calcul_fluxs    END SUBROUTINE calcul_fluxs
127    
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