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trunk/Sources/phylmd/clcdrag.f revision 248 by guez, Fri Jan 5 16:40:13 2018 UTC trunk/phylmd/Interface_surf/cdrag.f revision 286 by guez, Tue Jul 24 15:22:48 2018 UTC
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1  module clcdrag_m  module cdrag_m
2    
3    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE clcdrag(nsrf, u, v, t, q, zgeop, ts, qsurf, rugos, pcfm, pcfh)    SUBROUTINE cdrag(nsrf, speed, t, q, zgeop, psol, ts, qsurf, rugos, pcfm, &
8           pcfh, pref)
9    
10      ! From LMDZ4/libf/phylmd/clcdrag.F90, version 1.1.1.1, 2004/05/19 12:53:07      ! From LMDZ4/libf/phylmd/clcdrag.F90 and
11        ! LMDZ4/libf/phylmd/coefcdrag.F90, version 1.1.1.1, 2004/05/19
12        ! 12:53:07
13    
14      ! Objet : calcul des cdrags pour le moment (pcfm) et les flux de      ! Objet : calcul des drag coefficients au sol pour le moment et
15      ! chaleur sensible et latente (pcfh).      ! les flux de chaleur sensible et latente et calcul de la pression
16      ! Calculer le frottement au sol (Cdrag)      ! au niveau de reference.
17    
18      USE indicesol, ONLY: is_oce      ! I. Musat, 01 Jul 2002
19    
20        use clesphys, only: f_cdrag_oce, f_cdrag_ter
21        use indicesol, only: is_oce
22      use nr_util, only: assert_eq      use nr_util, only: assert_eq
23      USE suphec_m, ONLY: rcpd, retv, rg      use SUPHEC_M, only: rcpd, rd, retv, rg
24      USE yoethf_m, ONLY: rvtmp2      USE yoethf_m, ONLY: rvtmp2
25    
26      INTEGER, intent(in):: nsrf ! indice pour le type de surface      INTEGER, intent(in):: nsrf ! indice pour le type de surface
27    
28      REAL, intent(in):: u(:), v(:) ! (knon) vent au 1er niveau du mod\`ele      REAL, intent(in):: speed(:) ! (knon)
29        ! norm of the wind at the first model level
30    
31      REAL, intent(in):: t(:) ! (knon)      REAL, intent(in):: t(:) ! (knon)
32      ! temperature de l'air au 1er niveau du modele      ! temperature de l'air au 1er niveau du modele
33    
34      REAL, intent(in):: q(:) ! (knon) ! humidite de l'air au 1er niveau du modele      REAL, intent(in):: q(:) ! (knon) ! humidite de l'air au 1er niveau du modele
35      REAL, intent(in):: zgeop(:) ! (knon) géopotentiel au 1er niveau du modèle  
36        REAL, intent(in):: zgeop(:) ! (knon)
37        ! g\'eopotentiel au 1er niveau du mod\`ele
38        
39        REAL, intent(in) :: psol(:) ! (knon) pression au sol
40      REAL, intent(in):: ts(:) ! (knon) temperature de l'air a la surface      REAL, intent(in):: ts(:) ! (knon) temperature de l'air a la surface
41      REAL, intent(in):: qsurf(:) ! (knon) humidite de l'air a la surface      REAL, intent(in):: qsurf(:) ! (knon) humidite de l'air a la surface
42      REAL, intent(in):: rugos(:) ! (knon) rugosit\'e      REAL, intent(in):: rugos(:) ! (knon) rugosit\'e
43      REAL, intent(out):: pcfm(:) ! (knon) cdrag pour le moment      REAL, intent(out):: pcfm(:) ! (knon) drag coefficient pour le moment
44    
45      REAL, intent(out):: pcfh(:) ! (knon)      REAL, intent(out):: pcfh(:) ! (knon)
46      ! cdrag pour les flux de chaleur latente et sensible      ! drag coefficient pour les flux de chaleur latente et sensible
47    
48      ! Local:      REAL, intent(out), optional:: pref(:) ! (knon) pression au niveau zgeop/RG
49    
50      ! Quelques constantes et options:      ! Local:
51      REAL, PARAMETER:: ckap=0.40, cb=5.0, cc=5.0, cd=5.0, cepdu2=0.1**2      REAL, PARAMETER:: ckap=0.40, cb=5.0, cc=5.0, cd=5.0, cepdu2=0.1**2
52        INTEGER i, knon
53      INTEGER:: i, knon      REAL zdu2, ztsolv, ztvd, zscf, zucf, zcr, friv, frih
54      REAL:: zdu2, ztsolv, ztvd, zscf      REAL zcfm1, zcfh1, zcfm2, zcfh2
55      REAL:: zucf, zcr      real zcdn ! drag coefficient neutre
56      REAL:: friv, frih  
57      REAL, dimension(size(u)):: zcfm1, zcfm2      REAL zri
58      REAL, dimension(size(u)):: zcfh1, zcfh2      ! nb. Richardson entre la surface et la couche zgeop/RG
59      REAL, dimension(size(u)):: zcdn      ! nombre de Richardson entre la surface et le niveau de reference (zri)
60      REAL, dimension(size(u)):: zri  
61        !-------------------------------------------------------------------------
62      !--------------------------------------------------------------------  
63        knon = assert_eq([size(speed), size(t), size(q), size(zgeop), size(ts), &
64      knon = assert_eq([size(u), size(v), size(t), size(q), size(zgeop), &           size(qsurf), size(rugos), size(pcfm), size(pcfh), size(pcfm)], &
65           size(ts), size(qsurf), size(rugos), size(pcfm), size(pcfh), &           "cdrag knon")
          size(pcfm)], "clcdrag knon")  
66            
67      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
68         zdu2 = max(cepdu2,u(i)**2+v(i)**2)         zdu2 = max(cepdu2, speed(i)**2)
69         ztsolv = ts(i) * (1.0+RETV*qsurf(i))         ztsolv = ts(i) * (1. + RETV * max(qsurf(i), 0.))
70         ztvd = (t(i)+zgeop(i)/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i))) &         ztvd = (t(i)+zgeop(i)/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i))) *(1.+RETV*q(i))
71              *(1.+RETV*q(i))         zri = zgeop(i)*(ztvd-ztsolv)/(zdu2*ztvd)
72         zri(i) = zgeop(i)*(ztvd-ztsolv)/(zdu2*ztvd)         zcdn = (ckap/log(1.+zgeop(i)/(RG*rugos(i))))**2
73         zcdn(i) = (ckap/log(1.+zgeop(i)/(RG*rugos(i))))**2  
74           IF (zri > 0.) THEN
75         IF (zri(i) .gt. 0.) THEN                  ! Situation stable. Pour eviter les inconsistances dans les cas
76            ! situation stable            ! tres stables on limite zri a 20. cf Hess et al. (1995).
77            zri(i) = min(20.,zri(i))            zri = min(20., zri)
78            zscf = SQRT(1.+cd*ABS(zri(i)))            zscf = SQRT(1.+cd*ABS(zri))
79            FRIV = AMAX1(1. / (1.+2.*CB*zri(i)/ZSCF), 0.1)            friv = max(1. / (1.+2.*CB*zri/ zscf), 0.1)
80            zcfm1(i) = zcdn(i) * FRIV            zcfm1 = zcdn * friv
81            FRIH = AMAX1(1./ (1.+3.*CB*zri(i)*ZSCF), 0.1 )            frih = max(1./ (1.+3.*CB*zri*zscf), 0.1)
82            zcfh1(i) = 0.8 * zcdn(i) * FRIH            zcfh1 = f_cdrag_ter * zcdn * frih
83            pcfm(i) = zcfm1(i)            IF (nsrf == is_oce) zcfh1 = f_cdrag_oce * zcdn * frih
84            pcfh(i) = zcfh1(i)            pcfm(i) = zcfm1
85         ELSE                                      pcfh(i) = zcfh1
86           ELSE
87            ! situation instable            ! situation instable
88            zucf = 1./(1.+3.0*cb*cc*zcdn(i)*SQRT(ABS(zri(i)) &            zucf = 1./(1.+3.0*cb*cc*zcdn*SQRT(ABS(zri) &
89                 *(1.0+zgeop(i)/(RG*rugos(i)))))                 *(1.0+zgeop(i)/(RG*rugos(i)))))
90            zcfm2(i) = zcdn(i)*amax1((1.-2.0*cb*zri(i)*zucf),0.1)            zcfm2 = zcdn*max((1.-2.0*cb*zri*zucf), 0.1)
91            zcfh2(i) = 0.8 * zcdn(i)*amax1((1.-3.0*cb*zri(i)*zucf),0.1)            zcfh2 = f_cdrag_ter * zcdn*max((1.-3.0*cb*zri*zucf), 0.1)
92            pcfm(i) = zcfm2(i)            pcfm(i) = zcfm2
93            pcfh(i) = zcfh2(i)            pcfh(i) = zcfh2
94            zcr = (0.0016/(zcdn(i)*SQRT(zdu2)))*ABS(ztvd-ztsolv)**(1./3.)  
95            IF(nsrf == is_oce) pcfh(i) = 0.8 * zcdn(i) &            ! pcfh sur l'ocean cf. Miller et al. (1992)
96              zcr = (0.0016/(zcdn*SQRT(zdu2)))*ABS(ztvd-ztsolv)**(1./3.)
97              IF (nsrf == is_oce) pcfh(i) = f_cdrag_oce * zcdn &
98                 * (1. + zcr**1.25)**(1. / 1.25)                 * (1. + zcr**1.25)**(1. / 1.25)
99         ENDIF         ENDIF
100      END DO      END DO
101    
102    END SUBROUTINE clcdrag      if (present(pref)) &
103             pref = exp(log(psol) - zgeop / (RD * t * (1. + RETV * max(q, 0.))))
104    
105      END SUBROUTINE cdrag
106    
107  end module clcdrag_m  end module cdrag_m
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