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trunk/phylmd/Interface_surf/calcul_fluxs.f revision 82 by guez, Wed Mar 5 14:57:53 2014 UTC trunk/Sources/phylmd/Interface_surf/calcul_fluxs.f revision 178 by guez, Fri Mar 11 18:47:26 2016 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)
11         petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef,  &  
12         tsurf_new, evap, fluxlat, fluxsens, dflux_s, dflux_l)      ! Cette routine calcule les fluxs en h et q à l'interface et une
13        ! température de surface.
14      ! Cette routine calcule les fluxs en h et q a l'interface et eventuellement  
15      ! une temperature de surface (au cas ou ok_veget = false)      ! L. Fairhead April 2000
16    
17      ! L. Fairhead 4/2000      USE fcttre, ONLY: dqsatl, dqsats, foede, foeew, qsatl, qsats, thermcep
18        use nr_util, only: assert_eq
19      ! input:      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, retv, rlstt, rlvtt, rtt
20      ! knon nombre de points a traiter      USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2
21      ! nisurf surface a traiter  
22      ! tsurf temperature de surface      real, intent(IN):: dtime
23      ! p1lay pression 1er niveau (milieu de couche)      real, intent(IN):: tsurf(:) ! (knon) temperature de surface
24      ! cal capacite calorifique du sol      real, intent(IN):: p1lay(:) ! (knon) pression 1er niveau (milieu de couche)
25      ! beta evap reelle      real, intent(IN):: cal(:) ! (knon) capacité calorifique du sol
26      ! coef1lay coefficient d'echange      real, intent(IN):: beta(:) ! (knon) evap reelle
27      ! ps pression au sol      real, intent(IN):: coef1lay(:) ! (knon) coefficient d'échange
28      ! precip_rain precipitations liquides      real, intent(IN):: ps(:) ! (knon) pression au sol
29      ! precip_snow precipitations solides      real, intent(OUT):: qsurf(:) ! (knon) humidite de l'air au dessus du sol
30      ! snow champs hauteur de neige      real, intent(IN):: radsol(:) ! (knon) rayonnement net au sol (LW + SW)
31      ! runoff runoff en cas de trop plein  
32      ! petAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour t      real, intent(IN):: dif_grnd(:) ! (knon)
33      ! peqAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour q      ! coefficient diffusion vers le sol profond
34      ! petBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour t  
35      ! peqBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour q      real, intent(IN):: t1lay(:), q1lay(:), u1lay(:), v1lay(:) ! (knon)
36      ! radsol rayonnement net aus sol (LW + SW)  
37      ! dif_grnd coeff. diffusion vers le sol profond      real, intent(IN):: petAcoef(:), peqAcoef(:) ! (knon)
38        ! coefficients A de la résolution de la couche limite pour t et q
39      ! output:  
40      ! tsurf_new temperature au sol      real, intent(IN):: petBcoef(:), peqBcoef(:) ! (knon)
41      ! qsurf humidite de l'air au dessus du sol      ! coeff. B de la resolution de la CL pour t et q
42      ! fluxsens flux de chaleur sensible  
43      ! fluxlat flux de chaleur latente      real, intent(OUT):: tsurf_new(:) ! (knon) température au sol
44      ! dflux_s derivee du flux de chaleur sensible / Ts      real, intent(OUT):: evap(:) ! (knon)
45      ! dflux_l derivee du flux de chaleur latente / Ts  
46        real, intent(OUT):: fluxlat(:), fluxsens(:) ! (knon)
47        ! flux de chaleur latente et sensible
48      use indicesol  
49      use abort_gcm_m, only: abort_gcm      real, intent(OUT):: dflux_s(:), dflux_l(:) ! (knon)
50      use yoethf_m      ! dérivées des flux de chaleurs sensible et latente par rapport à
51      use fcttre, only: thermcep, foeew, qsats, qsatl, foede, dqsats, dqsatl      ! Ts (W m-2 K-1)
52      use SUPHEC_M  
53      use interface_surf      ! Local:
54        integer i
55      ! Parametres d'entree      integer knon ! nombre de points a traiter
56      integer, intent(IN) :: knon, nisurf, klon      real, dimension(size(ps)):: mh, oh, mq, nq, oq
57      real , intent(IN) :: dtime      real, dimension(size(ps)):: dq_s_dt, coef
58      real, dimension(klon), intent(IN) :: petAcoef, peqAcoef      real qsat(size(ps)) ! qsat en kg/kg
59      real, dimension(klon), intent(IN) :: petBcoef, peqBcoef      real sl(size(ps)) ! chaleur latente d'evaporation ou de sublimation
60      real, dimension(klon), intent(IN) :: ps, q1lay      logical delta
61      real, dimension(klon), intent(IN) :: tsurf, p1lay, cal, beta, coef1lay      real zcor
62      real, dimension(klon), intent(IN) :: precip_rain, precip_snow      real, parameter:: t_grnd = 271.35, t_coup = 273.15
63      real, dimension(klon), intent(IN) :: radsol, dif_grnd  
64      real, dimension(klon), intent(IN) :: t1lay, u1lay, v1lay      !---------------------------------------------------------------------
65      real, dimension(klon), intent(INOUT) :: snow, qsurf  
66        knon = assert_eq((/size(tsurf), size(p1lay), size(cal), size(beta), &
67      ! Parametres sorties           size(coef1lay), size(ps), size(qsurf), size(radsol), size(dif_grnd), &
68      real, dimension(klon), intent(OUT):: tsurf_new, evap, fluxsens, fluxlat           size(t1lay), size(q1lay), size(u1lay), size(v1lay), size(petAcoef), &
69      real, dimension(klon), intent(OUT):: dflux_s, dflux_l           size(peqAcoef), size(petBcoef), size(peqBcoef), size(tsurf_new), &
70             size(evap), size(fluxlat), size(fluxsens), size(dflux_s), &
71      ! Variables locales           size(dflux_l)/), "calcul_fluxs knon")
72      integer :: i  
73      real, dimension(klon) :: zx_mh, zx_nh, zx_oh      ! Traitement humidite du sol
74      real, dimension(klon) :: zx_mq, zx_nq, zx_oq  
75      real, dimension(klon) :: zx_pkh, zx_dq_s_dt, zx_qsat, zx_coef      IF (thermcep) THEN
76      real, dimension(klon) :: zx_sl, zx_k1         DO i = 1, knon
77      real, dimension(klon) :: zx_q_0 , d_ts            delta = rtt >= tsurf(i)
78      real :: zdelta, zcvm5, zx_qs, zcor, zx_dq_s_dh            qsat(i) = MIN(0.5, r2es * FOEEW(tsurf(i), delta) / ps(i))
79      real :: bilan_f, fq_fonte            zcor = 1. / (1. - retv * qsat(i))
80      REAL :: subli, fsno            qsat(i) = qsat(i) * zcor
81      REAL :: qsat_new, q1_new            dq_s_dt(i) = RCPD * FOEDE(tsurf(i), delta, merge(R5IES * RLSTT, &
82      real, parameter :: t_grnd = 271.35, t_coup = 273.15                 R5LES * RLVTT, delta) / RCPD / (1. + RVTMP2 * q1lay(i)), &
83      !! PB temporaire en attendant mieux pour le modele de neige                 qsat(i), zcor) / RLVTT
84      REAL, parameter :: chasno = 3.334E+05/(2.3867E+06*0.15)         ENDDO
85        ELSE
86      logical, save :: check = .false.         DO i = 1, knon
87      character (len = 20) :: modname = 'calcul_fluxs'            IF (tsurf(i) < t_coup) THEN
88      logical, save :: fonte_neige = .false.               qsat(i) = qsats(tsurf(i)) / ps(i)
89      real, save :: max_eau_sol = 150.0               dq_s_dt(i) = RCPD * dqsats(tsurf(i), qsat(i)) / RLVTT
     character (len = 80) :: abort_message  
     logical, save :: first = .true., second=.false.  
   
     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(coastalflow) /= 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=MAX(0., SIGN(1., rtt-tsurf(i)))  
           zcvm5 = R5LES*RLVTT*(1.-zdelta) + R5IES*RLSTT*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)  
90            ELSE            ELSE
91               zx_qs = qsatl(tsurf(i)) / ps(i)               qsat(i) = qsatl(tsurf(i)) / ps(i)
92               zx_dq_s_dh = dqsatl(tsurf(i), zx_qs)/RLVTT &               dq_s_dt(i) = RCPD * dqsatl(tsurf(i), qsat(i)) / RLVTT
                   / zx_pkh(i)  
93            ENDIF            ENDIF
94         ENDIF         ENDDO
95         zx_dq_s_dt(i) = RCPD * zx_pkh(i) * zx_dq_s_dh      ENDIF
96         zx_qsat(i) = zx_qs  
97         zx_coef(i) = coef1lay(i) &      coef = coef1lay * (1. + SQRT(u1lay**2 + v1lay**2)) * p1lay / (RD * t1lay)
98              * (1.0+SQRT(u1lay(i)**2+v1lay(i)**2)) &      sl = merge(RLSTT, RLVTT, tsurf < RTT)
99              * p1lay(i)/(RD*t1lay(i))  
100        ! Q
101      ENDDO      oq = 1. - (beta * coef * peqBcoef * dtime)
102        mq = beta * coef * (peqAcoef - qsat + dq_s_dt * tsurf) / oq
103      ! === Calcul de la temperature de surface ===      nq = beta * coef * (- 1. * dq_s_dt) / oq
104    
105      ! zx_sl = chaleur latente d'evaporation ou de sublimation      ! H
106        oh = 1. - (coef * petBcoef * dtime)
107      do i = 1, knon      mh = coef * petAcoef / oh
108         zx_sl(i) = RLVTT      dflux_s = - (coef * RCPD)/ oh
109         if (tsurf(i) .LT. RTT) zx_sl(i) = RLSTT  
110         zx_k1(i) = zx_coef(i)      ! Tsurface
111      enddo      tsurf_new = (tsurf + cal / RCPD * dtime * (radsol + mh + sl * mq) &
112             + dif_grnd * t_grnd * dtime) / (1. - dtime * cal / RCPD * (dflux_s &
113      do i = 1, knon           + sl * nq) + dtime * dif_grnd)
114         ! Q  
115         zx_oq(i) = 1. - (beta(i) * zx_k1(i) * peqBcoef(i) * dtime)      evap = - mq - nq * tsurf_new
116         zx_mq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * &      fluxlat = - evap * sl
117              (peqAcoef(i) - zx_qsat(i) &      fluxsens = mh + dflux_s * tsurf_new
118              + zx_dq_s_dt(i) * tsurf(i)) &      dflux_l = sl * nq
119              / zx_oq(i)  
120         zx_nq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * (-1. * zx_dq_s_dt(i)) &      ! Nouvelle valeur de l'humidité au dessus du sol :
121              / zx_oq(i)      qsurf = (peqAcoef - peqBcoef * evap * dtime) * (1. - beta) + beta * (qsat &
122             + 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  
123    
124    END SUBROUTINE calcul_fluxs    END SUBROUTINE calcul_fluxs
125    
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