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revision 99 by guez, Wed Jul 2 18:39:15 2014 UTC revision 279 by guez, Fri Jul 20 14:30:23 2018 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, qsurf, &
8         tsurf, p1lay, cal, beta, coef1lay, ps,  &         radsol, dif_grnd, t1lay, q1lay, u1lay, v1lay, petAcoef, peqAcoef, &
9         precip_rain, precip_snow, snow, qsurf,  &         petBcoef, peqBcoef, tsurf_new, evap, fluxlat, flux_t, dflux_s, dflux_l)
        radsol, dif_grnd, t1lay, q1lay, u1lay, v1lay,  &  
        petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef,  &  
        tsurf_new, evap, fluxlat, fluxsens, 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 4/2000      ! L. Fairhead, April 2000
15    
16      ! input:      ! Note that, if cal = 0, beta = 1 and dif_grnd = 0, then tsurf_new
17      ! knon nombre de points a traiter      ! = tsurf and qsurf = qsat.
     ! 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.  
18    
19      ! zx_qs = qsat en kg/kg      use nr_util, only: assert_eq
20    
21      DO i = 1, knon      USE fcttre, ONLY: foede, foeew
22         zx_pkh(i) = (ps(i)/ps(i))**RKAPPA      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, retv, rlstt, rlvtt, rtt
23         IF (thermcep) THEN      USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2
           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))  
24    
25      ENDDO      real, intent(IN):: dtime
26        real, intent(IN):: tsurf(:) ! (knon) température de surface
27    
28        real, intent(IN):: p1lay(:) ! (knon)
29        ! pression première couche (milieu de couche)
30    
31        real, intent(IN):: cal(:) ! (knon) capacité calorifique du sol
32        real, intent(IN):: beta(:) ! (knon) évaporation réelle
33        real, intent(IN):: coef1lay(:) ! (knon) coefficient d'échange
34        real, intent(IN):: ps(:) ! (knon) pression au sol
35        real, intent(OUT):: qsurf(:) ! (knon) humidité de l'air au-dessus du sol
36    
37        real, intent(IN):: radsol(:) ! (knon)
38        ! rayonnement net au sol (longwave + shortwave)
39    
40        real, intent(IN):: dif_grnd(:) ! (knon)
41        ! coefficient de diffusion vers le sol profond
42    
43        real, intent(IN):: t1lay(:), q1lay(:), u1lay(:), v1lay(:) ! (knon)
44    
45        real, intent(IN):: petAcoef(:), peqAcoef(:) ! (knon)
46        ! coefficients A de la résolution de la couche limite pour T et q
47    
48        real, intent(IN):: petBcoef(:), peqBcoef(:) ! (knon)
49        ! coefficients B de la résolution de la couche limite pour t et q
50    
51      ! === Calcul de la temperature de surface ===      real, intent(OUT):: tsurf_new(:) ! (knon) température au sol
52        real, intent(OUT):: evap(:) ! (knon)
53    
54      ! zx_sl = chaleur latente d'evaporation ou de sublimation      real, intent(OUT):: fluxlat(:), flux_t(:) ! (knon)
55        ! flux de chaleurs latente et sensible
56    
57      do i = 1, knon      real, intent(OUT):: dflux_s(:), dflux_l(:) ! (knon)
58         zx_sl(i) = RLVTT      ! dérivées des flux de chaleurs sensible et latente par rapport à
59         if (tsurf(i) .LT. RTT) zx_sl(i) = RLSTT      ! Ts (W m-2 K-1)
60         zx_k1(i) = zx_coef(i)  
61      enddo      ! Local:
62        integer i
63      do i = 1, knon      integer knon ! nombre de points \`a traiter
64         ! Q      real, dimension(size(ps)):: mh, oh, mq, nq, oq, dq_s_dt, coef ! (knon)
65         zx_oq(i) = 1. - (beta(i) * zx_k1(i) * peqBcoef(i) * dtime)      real qsat(size(ps)) ! (knon) mass fraction
66         zx_mq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * &      real sl(size(ps)) ! (knon) chaleur latente d'évaporation ou de sublimation
67              (peqAcoef(i) - zx_qsat(i) &      logical delta
68              + zx_dq_s_dt(i) * tsurf(i)) &      real zcor
69              / zx_oq(i)      real, parameter:: t_grnd = 271.35
70         zx_nq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * (-1. * zx_dq_s_dt(i)) &  
71              / zx_oq(i)      !---------------------------------------------------------------------
72    
73         ! H      knon = assert_eq([size(tsurf), size(p1lay), size(cal), size(beta), &
74         zx_oh(i) = 1. - (zx_k1(i) * petBcoef(i) * dtime)           size(coef1lay), size(ps), size(qsurf), size(radsol), size(dif_grnd), &
75         zx_mh(i) = zx_k1(i) * petAcoef(i) / zx_oh(i)           size(t1lay), size(q1lay), size(u1lay), size(v1lay), size(petAcoef), &
76         zx_nh(i) = - (zx_k1(i) * RCPD * zx_pkh(i))/ zx_oh(i)           size(peqAcoef), size(petBcoef), size(peqBcoef), size(tsurf_new), &
77             size(evap), size(fluxlat), size(flux_t), size(dflux_s), &
78         ! Tsurface           size(dflux_l)], "calcul_fluxs knon")
79         tsurf_new(i) = (tsurf(i) + cal(i)/(RCPD * zx_pkh(i)) * dtime * &  
80              (radsol(i) + zx_mh(i) + zx_sl(i) * zx_mq(i)) &      ! Traitement de l'humidité du sol
81              + dif_grnd(i) * t_grnd * dtime)/ &  
82              ( 1. - dtime * cal(i)/(RCPD * zx_pkh(i)) * ( &      DO i = 1, knon
83              zx_nh(i) + zx_sl(i) * zx_nq(i)) &         delta = rtt >= tsurf(i)
84              + dtime * dif_grnd(i))         qsat(i) = MIN(0.5, r2es * FOEEW(tsurf(i), delta) / ps(i))
85           zcor = 1. / (1. - retv * qsat(i))
86           qsat(i) = qsat(i) * zcor
87         ! Y'a-t-il fonte de neige?         dq_s_dt(i) = RCPD * FOEDE(tsurf(i), delta, merge(R5IES * RLSTT, &
88                R5LES * RLVTT, delta) / RCPD / (1. + RVTMP2 * q1lay(i)), &
89         ! fonte_neige = (nisurf /= is_oce) .AND. &              qsat(i), zcor) / RLVTT
        ! & (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  
90      ENDDO      ENDDO
91    
92        coef = coef1lay * (1. + SQRT(u1lay**2 + v1lay**2)) * p1lay / (RD * t1lay)
93        sl = merge(RLSTT, RLVTT, tsurf < RTT)
94    
95        ! Q
96        oq = 1. - beta * coef * peqBcoef * dtime
97        mq = beta * coef * (peqAcoef - qsat + dq_s_dt * tsurf) / oq
98        nq = - beta * coef * dq_s_dt / oq
99    
100        ! H
101        oh = 1. - coef * petBcoef * dtime
102        mh = coef * petAcoef / oh
103        dflux_s = - coef * RCPD / oh
104    
105        tsurf_new = (tsurf + cal / RCPD * dtime * (radsol + mh + sl * mq) &
106             + dif_grnd * t_grnd * dtime) / (1. - dtime * cal / RCPD * (dflux_s &
107             + sl * nq) + dtime * dif_grnd)
108        evap = - mq - nq * tsurf_new
109        fluxlat = - evap * sl
110        flux_t = mh + dflux_s * tsurf_new
111        dflux_l = sl * nq
112        qsurf = (peqAcoef - peqBcoef * evap * dtime) * (1. - beta) + beta * (qsat &
113             + dq_s_dt * (tsurf_new - tsurf))
114    
115    END SUBROUTINE calcul_fluxs    END SUBROUTINE calcul_fluxs
116    
117  end module calcul_fluxs_m  end module calcul_fluxs_m
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