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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 291 by guez, Wed Jul 25 14:15:44 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, cdragm, &
8           cdragh, 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 drag coefficients au sol pour le moment et
15        ! les flux de chaleurs sensible et latente et calcul de la
16        ! pression au niveau de reference.
17    
18        ! Ionela MUSAT, July, 1st, 2002
19    
20        ! Louis, J. F., Tiedtke, M. and Geleyn, J. F., 1982: `A short
21        ! history of the operational PBL parametrization at
22        ! ECMWF'. Workshop on boundary layer parametrization, November
23        ! 1981, ECMWF, Reading, England. Page: 19. Equations in Table 1.
24    
     ! Objet : calcul des cdrags pour le moment (pcfm) et les flux de  
     ! chaleur sensible et latente (pcfh).  
     ! Calculer le frottement au sol (Cdrag)  
   
     USE indicesol, ONLY: is_oce  
25      use nr_util, only: assert_eq      use nr_util, only: assert_eq
26      USE suphec_m, ONLY: rcpd, retv, rg  
27        use clesphys, only: f_cdrag_oce, f_cdrag_ter
28        use indicesol, only: is_oce
29        use SUPHEC_M, only: rcpd, rd, retv, rg
30      USE yoethf_m, ONLY: rvtmp2      USE yoethf_m, ONLY: rvtmp2
31    
32      INTEGER, intent(in):: nsrf ! indice pour le type de surface      INTEGER, intent(in):: nsrf ! indice pour le type de surface
33    
34      REAL, intent(in):: u(:), v(:) ! (knon) vent au 1er niveau du mod\`ele      REAL, intent(in):: speed(:) ! (knon)
35        ! norm of the wind at the first model level
36    
37      REAL, intent(in):: t(:) ! (knon)      REAL, intent(in):: t(:) ! (knon)
38      ! temperature de l'air au 1er niveau du modele      ! temperature de l'air au 1er niveau du modele
39    
40      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
41      REAL, intent(in):: zgeop(:) ! (knon) géopotentiel au 1er niveau du modèle  
42        REAL, intent(in):: zgeop(:) ! (knon)
43        ! g\'eopotentiel au 1er niveau du mod\`ele
44    
45        REAL, intent(in) :: psol(:) ! (knon) pression au sol
46      REAL, intent(in):: ts(:) ! (knon) temperature de l'air a la surface      REAL, intent(in):: ts(:) ! (knon) temperature de l'air a la surface
47      REAL, intent(in):: qsurf(:) ! (knon) humidite de l'air a la surface      REAL, intent(in):: qsurf(:) ! (knon) humidite de l'air a la surface
48      REAL, intent(in):: rugos(:) ! (knon) rugosit\'e      REAL, intent(in):: rugos(:) ! (knon) rugosit\'e
49      REAL, intent(out):: pcfm(:) ! (knon) cdrag pour le moment      REAL, intent(out):: cdragm(:) ! (knon) drag coefficient pour le moment
50    
51        REAL, intent(out):: cdragh(:) ! (knon)
52        ! drag coefficient pour les flux de chaleur latente et sensible
53    
54      REAL, intent(out):: pcfh(:) ! (knon)      REAL, intent(out), optional:: pref(:) ! (knon) pression au niveau zgeop / RG
     ! cdrag pour les flux de chaleur latente et sensible  
55    
56      ! Local:      ! Local:
57    
58      ! Quelques constantes et options:      REAL, PARAMETER:: ckap = 0.40, cb = 5., cc = 5., cd = 5., cepdu2 = 0.1**2
59      REAL, PARAMETER:: ckap=0.40, cb=5.0, cc=5.0, cd=5.0, cepdu2=0.1**2      real, parameter:: f_ri_cd_min = 0.1
60        INTEGER i, knon
61        REAL zdu2, ztsolv, ztvd, zscf, zucf
62        real zcdn ! drag coefficient neutre
63    
64        REAL zri
65        ! nombre de Richardson entre la surface et le niveau de reference
66        ! zgeop / RG
67    
68        !-------------------------------------------------------------------------
69    
70        knon = assert_eq([size(speed), size(t), size(q), size(zgeop), size(ts), &
71             size(qsurf), size(rugos), size(cdragm), size(cdragh)], &
72             "cdrag knon")
73    
     INTEGER:: i, knon  
     REAL:: zdu2, ztsolv, ztvd, zscf  
     REAL:: zucf, zcr  
     REAL:: friv, frih  
     REAL, dimension(size(u)):: zcfm1, zcfm2  
     REAL, dimension(size(u)):: zcfh1, zcfh2  
     REAL, dimension(size(u)):: zcdn  
     REAL, dimension(size(u)):: zri  
   
     !--------------------------------------------------------------------  
   
     knon = assert_eq([size(u), size(v), size(t), size(q), size(zgeop), &  
          size(ts), size(qsurf), size(rugos), size(pcfm), size(pcfh), &  
          size(pcfm)], "clcdrag knon")  
       
74      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
75         zdu2 = max(cepdu2,u(i)**2+v(i)**2)         zdu2 = max(cepdu2, speed(i)**2)
76         ztsolv = ts(i) * (1.0+RETV*qsurf(i))         ztsolv = ts(i) * (1. + RETV * max(qsurf(i), 0.))
77         ztvd = (t(i)+zgeop(i)/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i))) &         ztvd = (t(i) + zgeop(i) / RCPD / (1. + RVTMP2 * q(i))) &
78              *(1.+RETV*q(i))              * (1. + RETV * q(i))
79         zri(i) = zgeop(i)*(ztvd-ztsolv)/(zdu2*ztvd)         zri = zgeop(i) * (ztvd - ztsolv) / (zdu2 * ztvd)
80         zcdn(i) = (ckap/log(1.+zgeop(i)/(RG*rugos(i))))**2         zcdn = (ckap / log(1. + zgeop(i) / (RG * rugos(i))))**2
81    
82         IF (zri(i) .gt. 0.) THEN               IF (zri > 0.) THEN
83            ! situation stable            ! Situation stable. Pour \'eviter les incoh\'erences dans
84            zri(i) = min(20.,zri(i))            ! les cas tr\`es stables, on limite zri \`a 20. Cf Hess et
85            zscf = SQRT(1.+cd*ABS(zri(i)))            ! al. (1995).
86            FRIV = AMAX1(1. / (1.+2.*CB*zri(i)/ZSCF), 0.1)            zri = min(20., zri)
87            zcfm1(i) = zcdn(i) * FRIV            zscf = SQRT(1. + cd * ABS(zri))
88            FRIH = AMAX1(1./ (1.+3.*CB*zri(i)*ZSCF), 0.1 )            cdragm(i) = zcdn * max(1. / (1. + 2. * CB * zri / zscf), f_ri_cd_min)
89            zcfh1(i) = 0.8 * zcdn(i) * FRIH            cdragh(i) = merge(f_cdrag_oce, f_cdrag_ter, nsrf == is_oce) * zcdn &
90            pcfm(i) = zcfm1(i)                 * max(1. / (1. + 3. * CB * zri * zscf), f_ri_cd_min)
91            pcfh(i) = zcfh1(i)         ELSE
        ELSE                            
92            ! situation instable            ! situation instable
93            zucf = 1./(1.+3.0*cb*cc*zcdn(i)*SQRT(ABS(zri(i)) &            zucf = 1. / (1. + 3. * cb * cc * zcdn &
94                 *(1.0+zgeop(i)/(RG*rugos(i)))))                 * SQRT(ABS(zri) * (1. + zgeop(i) / (RG * rugos(i)))))
95            zcfm2(i) = zcdn(i)*amax1((1.-2.0*cb*zri(i)*zucf),0.1)            cdragm(i) = zcdn * max((1. - 2. * cb * zri * zucf), f_ri_cd_min)
96            zcfh2(i) = 0.8 * zcdn(i)*amax1((1.-3.0*cb*zri(i)*zucf),0.1)  
97            pcfm(i) = zcfm2(i)            IF (nsrf == is_oce) then
98            pcfh(i) = zcfh2(i)               ! Cf. Miller et al. (1992).
99            zcr = (0.0016/(zcdn(i)*SQRT(zdu2)))*ABS(ztvd-ztsolv)**(1./3.)               cdragh(i) = f_cdrag_oce * zcdn * (1. + ((0.0016 &
100            IF(nsrf == is_oce) pcfh(i) = 0.8 * zcdn(i) &                    / (zcdn * SQRT(zdu2))) * ABS(ztvd - ztsolv)**(1. &
101                 * (1. + zcr**1.25)**(1. / 1.25)                    / 3.))**1.25)**(1. / 1.25)
102              else
103                 cdragh(i) = f_cdrag_ter * zcdn &
104                      * max((1. - 3. * cb * zri * zucf), f_ri_cd_min)
105              end IF
106         ENDIF         ENDIF
107      END DO      END DO
108    
109    END SUBROUTINE clcdrag      if (present(pref)) &
110             pref = exp(log(psol) - zgeop / (RD * t * (1. + RETV * max(q, 0.))))
111    
112      END SUBROUTINE cdrag
113    
114  end module clcdrag_m  end module cdrag_m
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