--- trunk/phylmd/Interface_surf/calcul_fluxs.f 2014/03/05 14:57:53 82 +++ trunk/phylmd/Interface_surf/calcul_fluxs.f 2018/02/05 10:39:38 254 @@ -4,207 +4,115 @@ contains - SUBROUTINE calcul_fluxs( klon, knon, nisurf, dtime, & - tsurf, p1lay, cal, beta, coef1lay, ps, & - precip_rain, precip_snow, snow, qsurf, & - radsol, dif_grnd, t1lay, q1lay, u1lay, v1lay, & - petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, & - tsurf_new, evap, fluxlat, fluxsens, dflux_s, dflux_l) - - ! Cette routine calcule les fluxs en h et q a l'interface et eventuellement - ! une temperature de surface (au cas ou ok_veget = false) - - ! L. Fairhead 4/2000 - - ! input: - ! knon nombre de points a traiter - ! nisurf surface a traiter - ! tsurf temperature de surface - ! p1lay pression 1er niveau (milieu de couche) - ! cal capacite calorifique du sol - ! beta evap reelle - ! coef1lay coefficient d'echange - ! ps pression au sol - ! precip_rain precipitations liquides - ! precip_snow precipitations solides - ! snow champs hauteur de neige - ! runoff runoff en cas de trop plein - ! petAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour t - ! peqAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour q - ! petBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour t - ! peqBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour q - ! radsol rayonnement net aus sol (LW + SW) - ! dif_grnd coeff. diffusion vers le sol profond - - ! output: - ! tsurf_new temperature au sol - ! qsurf humidite de l'air au dessus du sol - ! fluxsens flux de chaleur sensible - ! fluxlat flux de chaleur latente - ! dflux_s derivee du flux de chaleur sensible / Ts - ! dflux_l derivee du flux de chaleur latente / Ts - - - use indicesol - use abort_gcm_m, only: abort_gcm - use yoethf_m - use fcttre, only: thermcep, foeew, qsats, qsatl, foede, dqsats, dqsatl - use SUPHEC_M - use interface_surf - - ! Parametres d'entree - integer, intent(IN) :: knon, nisurf, klon - real , intent(IN) :: dtime - real, dimension(klon), intent(IN) :: petAcoef, peqAcoef - real, dimension(klon), intent(IN) :: petBcoef, peqBcoef - real, dimension(klon), intent(IN) :: ps, q1lay - real, dimension(klon), intent(IN) :: tsurf, p1lay, cal, beta, coef1lay - real, dimension(klon), intent(IN) :: precip_rain, precip_snow - real, dimension(klon), intent(IN) :: radsol, dif_grnd - real, dimension(klon), intent(IN) :: t1lay, u1lay, v1lay - real, dimension(klon), intent(INOUT) :: snow, qsurf - - ! Parametres sorties - real, dimension(klon), intent(OUT):: tsurf_new, evap, fluxsens, fluxlat - real, dimension(klon), intent(OUT):: dflux_s, dflux_l - - ! Variables locales - integer :: i - real, dimension(klon) :: zx_mh, zx_nh, zx_oh - real, dimension(klon) :: zx_mq, zx_nq, zx_oq - real, dimension(klon) :: zx_pkh, zx_dq_s_dt, zx_qsat, zx_coef - real, dimension(klon) :: zx_sl, zx_k1 - real, dimension(klon) :: zx_q_0 , d_ts - real :: zdelta, zcvm5, zx_qs, zcor, zx_dq_s_dh - real :: bilan_f, fq_fonte - REAL :: subli, fsno - REAL :: qsat_new, q1_new - real, parameter :: t_grnd = 271.35, t_coup = 273.15 - !! PB temporaire en attendant mieux pour le modele de neige - REAL, parameter :: chasno = 3.334E+05/(2.3867E+06*0.15) - - logical, save :: check = .false. - character (len = 20) :: modname = 'calcul_fluxs' - logical, save :: fonte_neige = .false. - real, save :: max_eau_sol = 150.0 - 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. + SUBROUTINE calcul_fluxs(dtime, tsurf, p1lay, cal, beta, coef1lay, ps, & + qsurf, radsol, dif_grnd, t1lay, q1lay, u1lay, v1lay, petAcoef, & + peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, tsurf_new, evap, fluxlat, flux_t, & + dflux_s, dflux_l) - ! zx_qs = qsat en kg/kg + ! Cette routine calcule les flux en h et q à l'interface et une + ! température de surface. - 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) - 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)) + ! L. Fairhead, April 2000 - ENDDO + USE fcttre, ONLY: foede, foeew + use nr_util, only: assert_eq + USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, retv, rlstt, rlvtt, rtt + USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2 + + real, intent(IN):: dtime + real, intent(IN):: tsurf(:) ! (knon) température de surface + + real, intent(IN):: p1lay(:) ! (knon) + ! pression première couche (milieu de couche) + + real, intent(IN):: cal(:) ! (knon) capacité calorifique du sol + real, intent(IN):: beta(:) ! (knon) évaporation réelle + real, intent(IN):: coef1lay(:) ! (knon) coefficient d'échange + real, intent(IN):: ps(:) ! (knon) pression au sol + real, intent(OUT):: qsurf(:) ! (knon) humidité de l'air au-dessus du sol + + real, intent(IN):: radsol(:) ! (knon) + ! rayonnement net au sol (longwave + shortwave) + + real, intent(IN):: dif_grnd(:) ! (knon) + ! coefficient de diffusion vers le sol profond + + real, intent(IN):: t1lay(:), q1lay(:), u1lay(:), v1lay(:) ! (knon) + + real, intent(IN):: petAcoef(:), peqAcoef(:) ! (knon) + ! coefficients A de la résolution de la couche limite pour T et q - ! === Calcul de la temperature de surface === + real, intent(IN):: petBcoef(:), peqBcoef(:) ! (knon) + ! coefficients B de la résolution de la couche limite pour t et q - ! zx_sl = chaleur latente d'evaporation ou de sublimation + real, intent(OUT):: tsurf_new(:) ! (knon) température au sol + real, intent(OUT):: evap(:) ! (knon) - do i = 1, knon - zx_sl(i) = RLVTT - if (tsurf(i) .LT. RTT) zx_sl(i) = RLSTT - zx_k1(i) = zx_coef(i) - enddo - - do i = 1, knon - ! Q - zx_oq(i) = 1. - (beta(i) * zx_k1(i) * peqBcoef(i) * dtime) - zx_mq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * & - (peqAcoef(i) - zx_qsat(i) & - + zx_dq_s_dt(i) * tsurf(i)) & - / zx_oq(i) - zx_nq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * (-1. * zx_dq_s_dt(i)) & - / zx_oq(i) - - ! 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 + real, intent(OUT):: fluxlat(:), flux_t(:) ! (knon) + ! flux de chaleurs latente et sensible + + real, intent(OUT):: dflux_s(:), dflux_l(:) ! (knon) + ! dérivées des flux de chaleurs sensible et latente par rapport à + ! Ts (W m-2 K-1) + + ! Local: + integer i + integer knon ! nombre de points a traiter + real, dimension(size(ps)):: mh, oh, mq, nq, oq, dq_s_dt, coef ! (knon) + real qsat(size(ps)) ! (knon) mass fraction + real sl(size(ps)) ! (knon) chaleur latente d'évaporation ou de sublimation + logical delta + real zcor + real, parameter:: t_grnd = 271.35 + + !--------------------------------------------------------------------- + + knon = assert_eq((/size(tsurf), size(p1lay), size(cal), size(beta), & + size(coef1lay), size(ps), size(qsurf), size(radsol), size(dif_grnd), & + size(t1lay), size(q1lay), size(u1lay), size(v1lay), size(petAcoef), & + size(peqAcoef), size(petBcoef), size(peqBcoef), size(tsurf_new), & + size(evap), size(fluxlat), size(flux_t), size(dflux_s), & + size(dflux_l)/), "calcul_fluxs knon") + + ! Traitement de l'humidité du sol + + DO i = 1, knon + delta = rtt >= tsurf(i) + qsat(i) = MIN(0.5, r2es * FOEEW(tsurf(i), delta) / ps(i)) + zcor = 1. / (1. - retv * qsat(i)) + qsat(i) = qsat(i) * zcor + dq_s_dt(i) = RCPD * FOEDE(tsurf(i), delta, merge(R5IES * RLSTT, & + R5LES * RLVTT, delta) / RCPD / (1. + RVTMP2 * q1lay(i)), & + qsat(i), zcor) / RLVTT ENDDO + coef = coef1lay * (1. + SQRT(u1lay**2 + v1lay**2)) * p1lay / (RD * t1lay) + sl = merge(RLSTT, RLVTT, tsurf < RTT) + + ! Q + oq = 1. - (beta * coef * peqBcoef * dtime) + mq = beta * coef * (peqAcoef - qsat + dq_s_dt * tsurf) / oq + nq = beta * coef * (- 1. * dq_s_dt) / oq + + ! H + oh = 1. - (coef * petBcoef * dtime) + mh = coef * petAcoef / oh + dflux_s = - (coef * RCPD)/ oh + + ! Tsurface + tsurf_new = (tsurf + cal / RCPD * dtime * (radsol + mh + sl * mq) & + + dif_grnd * t_grnd * dtime) / (1. - dtime * cal / RCPD * (dflux_s & + + sl * nq) + dtime * dif_grnd) + + evap = - mq - nq * tsurf_new + fluxlat = - evap * sl + flux_t = mh + dflux_s * tsurf_new + dflux_l = sl * nq + + ! Nouvelle valeur de l'humidité au dessus du sol : + qsurf = (peqAcoef - peqBcoef * evap * dtime) * (1. - beta) + beta * (qsat & + + dq_s_dt * (tsurf_new - tsurf)) + END SUBROUTINE calcul_fluxs end module calcul_fluxs_m