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# Line 4  module cdrag_m Line 4  module cdrag_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE cdrag(nsrf, speed, t, q, zgeop, psol, ts, qsurf, rugos, pcfm, &    SUBROUTINE cdrag(nsrf, speed, t, q, zgeop, psol, ts, qsurf, rugos, cdragm, &
8         pcfh, pref)         cdragh, pref)
9    
10      ! From LMDZ4/libf/phylmd/clcdrag.F90 and      ! From LMDZ4/libf/phylmd/clcdrag.F90 and
11      ! LMDZ4/libf/phylmd/coefcdrag.F90, version 1.1.1.1, 2004/05/19      ! LMDZ4/libf/phylmd/coefcdrag.F90, version 1.1.1.1, 2004/05/19
12      ! 12:53:07      ! 12:53:07
13    
14      ! Objet : calcul des drag coefficients au sol pour le moment et      ! Objet : calcul des drag coefficients au sol pour le moment et
15      ! les flux de chaleur sensible et latente et calcul de la pression      ! les flux de chaleurs sensible et latente et calcul de la
16      ! au niveau de reference.      ! pression au niveau de reference.
17    
18      ! I. Musat, 01 Jul 2002      ! 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    
25        use nr_util, only: assert_eq
26    
27      use clesphys, only: f_cdrag_oce, f_cdrag_ter      use clesphys, only: f_cdrag_oce, f_cdrag_ter
28      use indicesol, only: is_oce      use indicesol, only: is_oce
     use nr_util, only: assert_eq  
29      use SUPHEC_M, only: rcpd, rd, retv, rg      use SUPHEC_M, only: rcpd, rd, retv, rg
30      USE yoethf_m, ONLY: rvtmp2      USE yoethf_m, ONLY: rvtmp2
31    
# Line 35  contains Line 41  contains
41    
42      REAL, intent(in):: zgeop(:) ! (knon)      REAL, intent(in):: zgeop(:) ! (knon)
43      ! g\'eopotentiel au 1er niveau du mod\`ele      ! g\'eopotentiel au 1er niveau du mod\`ele
44        
45      REAL, intent(in) :: psol(:) ! (knon) pression au sol      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) drag coefficient pour le moment      REAL, intent(out):: cdragm(:) ! (knon) drag coefficient pour le moment
50    
51      REAL, intent(out):: pcfh(:) ! (knon)      REAL, intent(out):: cdragh(:) ! (knon)
52      ! drag coefficient pour les flux de chaleur latente et sensible      ! drag coefficient pour les flux de chaleur latente et sensible
53    
54      REAL, intent(out), optional:: pref(:) ! (knon) pression au niveau zgeop/RG      REAL, intent(out), optional:: pref(:) ! (knon) pression au niveau zgeop / RG
55    
56      ! Local:      ! Local:
57      REAL, PARAMETER:: ckap=0.40, cb=5.0, cc=5.0, cd=5.0, cepdu2=0.1**2  
58        REAL, PARAMETER:: ckap = 0.40, cb = 5., cc = 5., cd = 5., cepdu2 = 0.1**2
59        real, parameter:: f_ri_cd_min = 0.1
60      INTEGER i, knon      INTEGER i, knon
61      REAL zdu2, ztsolv, ztvd, zscf, zucf, zcr, friv, frih      REAL zdu2, ztsolv, ztvd, zscf, zucf
     REAL zcfm1, zcfh1, zcfm2, zcfh2  
62      real zcdn ! drag coefficient neutre      real zcdn ! drag coefficient neutre
63    
64      REAL zri      REAL zri
65      ! nb. Richardson entre la surface et la couche zgeop/RG      ! nombre de Richardson entre la surface et le niveau de reference
66      ! nombre de Richardson entre la surface et le niveau de reference (zri)      ! zgeop / RG
67    
68      !-------------------------------------------------------------------------      !-------------------------------------------------------------------------
69    
70      knon = assert_eq([size(speed), size(t), size(q), size(zgeop), size(ts), &      knon = assert_eq([size(speed), size(t), size(q), size(zgeop), size(ts), &
71           size(qsurf), size(rugos), size(pcfm), size(pcfh), size(pcfm)], &           size(qsurf), size(rugos), size(cdragm), size(cdragh)], &
72           "cdrag knon")           "cdrag knon")
73        
74      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
75         zdu2 = max(cepdu2, speed(i)**2)         zdu2 = max(cepdu2, speed(i)**2)
76         ztsolv = ts(i) * (1. + RETV * max(qsurf(i), 0.))         ztsolv = ts(i) * (1. + RETV * max(qsurf(i), 0.))
77         ztvd = (t(i)+zgeop(i)/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i))) *(1.+RETV*q(i))         ztvd = (t(i) + zgeop(i) / RCPD / (1. + RVTMP2 * q(i))) &
78         zri = zgeop(i)*(ztvd-ztsolv)/(zdu2*ztvd)              * (1. + RETV * q(i))
79         zcdn = (ckap/log(1.+zgeop(i)/(RG*rugos(i))))**2         zri = zgeop(i) * (ztvd - ztsolv) / (zdu2 * ztvd)
80           zcdn = (ckap / log(1. + zgeop(i) / (RG * rugos(i))))**2
81    
82         IF (zri > 0.) THEN         IF (zri > 0.) THEN
83            ! Situation stable. Pour eviter les inconsistances dans les cas            ! Situation stable. Pour \'eviter les incoh\'erences dans
84            ! tres stables on limite zri a 20. cf Hess et al. (1995).            ! les cas tr\`es stables, on limite zri \`a 20. Cf Hess et
85              ! al. (1995).
86            zri = min(20., zri)            zri = min(20., zri)
87            zscf = SQRT(1.+cd*ABS(zri))            zscf = SQRT(1. + cd * ABS(zri))
88            friv = max(1. / (1.+2.*CB*zri/ zscf), 0.1)            cdragm(i) = zcdn * max(1. / (1. + 2. * CB * zri / zscf), f_ri_cd_min)
89            zcfm1 = zcdn * friv            cdragh(i) = merge(f_cdrag_oce, f_cdrag_ter, nsrf == is_oce) * zcdn &
90            frih = max(1./ (1.+3.*CB*zri*zscf), 0.1)                 * max(1. / (1. + 3. * CB * zri * zscf), f_ri_cd_min)
           zcfh1 = f_cdrag_ter * zcdn * frih  
           IF (nsrf == is_oce) zcfh1 = f_cdrag_oce * zcdn * frih  
           pcfm(i) = zcfm1  
           pcfh(i) = zcfh1  
91         ELSE         ELSE
92            ! situation instable            ! situation instable
93            zucf = 1./(1.+3.0*cb*cc*zcdn*SQRT(ABS(zri) &            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 = zcdn*max((1.-2.0*cb*zri*zucf), 0.1)            cdragm(i) = zcdn * max((1. - 2. * cb * zri * zucf), f_ri_cd_min)
96            zcfh2 = f_cdrag_ter * zcdn*max((1.-3.0*cb*zri*zucf), 0.1)  
97            pcfm(i) = zcfm2            IF (nsrf == is_oce) then
98            pcfh(i) = zcfh2               ! Cf. Miller et al. (1992).
99                 cdragh(i) = f_cdrag_oce * zcdn * (1. + ((0.0016 &
100            ! pcfh sur l'ocean cf. Miller et al. (1992)                    / (zcdn * SQRT(zdu2))) * ABS(ztvd - ztsolv)**(1. &
101            zcr = (0.0016/(zcdn*SQRT(zdu2)))*ABS(ztvd-ztsolv)**(1./3.)                    / 3.))**1.25)**(1. / 1.25)
102            IF (nsrf == is_oce) pcfh(i) = f_cdrag_oce * zcdn &            else
103                 * (1. + zcr**1.25)**(1. / 1.25)               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    
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