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trunk/libf/phylmd/clcdrag.f90 revision 38 by guez, Thu Jan 6 17:52:19 2011 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 cdrag_m
2  ! $Header: /home/cvsroot/LMDZ4/libf/phylmd/clcdrag.F90,v 1.1.1.1 2004/05/19 12:53:07 lmdzadmin Exp $  
3  !    IMPLICIT NONE
4        SUBROUTINE clcdrag(klon, knon, nsrf, zxli, &  
5                           u, v, t, q, zgeop, &  contains
6                           ts, qsurf, rugos, &  
7                           pcfm, pcfh)    SUBROUTINE cdrag(nsrf, speed, t, q, zgeop, psol, ts, qsurf, rugos, cdragm, &
8        use indicesol         cdragh, pref)
9        use SUPHEC_M  
10        use yoethf_m      ! From LMDZ4/libf/phylmd/clcdrag.F90 and
11        IMPLICIT NONE      ! LMDZ4/libf/phylmd/coefcdrag.F90, version 1.1.1.1, 2004/05/19
12  ! ================================================================= c      ! 12:53:07
13  !  
14  ! Objet : calcul des cdrags pour le moment (pcfm) et      ! Objet : calcul des drag coefficients au sol pour le moment et
15  !         les flux de chaleur sensible et latente (pcfh).        ! les flux de chaleurs sensible et latente et calcul de la
16  !      ! pression au niveau de reference.
17  ! ================================================================= c  
18  !      ! Ionela MUSAT, July, 1st, 2002
19  ! klon----input-I- dimension de la grille physique (= nb_pts_latitude X nb_pts_longitude)  
20  ! knon----input-I- nombre de points pour un type de surface      ! Louis, J. F., Tiedtke, M. and Geleyn, J. F., 1982: `A short
21  ! nsrf----input-I- indice pour le type de surface; voir indicesol.inc      ! history of the operational PBL parametrization at
22  ! zxli----input-L- calcul des cdrags selon Laurent Li      ! ECMWF'. Workshop on boundary layer parametrization, November
23  ! u-------input-R- vent zonal au 1er niveau du modele      ! 1981, ECMWF, Reading, England. Page: 19. Equations in Table 1.
24  ! v-------input-R- vent meridien au 1er niveau du modele  
25  ! t-------input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele      use nr_util, only: assert_eq
26  ! q-------input-R- humidite de l'air au 1er niveau du modele  
27  ! zgeop---input-R- geopotentiel au 1er niveau du modele      use clesphys, only: f_cdrag_oce, f_cdrag_ter
28  ! ts------input-R- temperature de l'air a la surface      use indicesol, only: is_oce
29  ! qsurf---input-R- humidite de l'air a la surface      use SUPHEC_M, only: rcpd, rd, retv, rg
30  ! rugos---input-R- rugosite      USE yoethf_m, ONLY: rvtmp2
31  !  
32  ! pcfm---output-R- cdrag pour le moment      INTEGER, intent(in):: nsrf ! indice pour le type de surface
33  ! pcfh---output-R- cdrag pour les flux de chaleur latente et sensible  
34  !      REAL, intent(in):: speed(:) ! (knon)
35        INTEGER, intent(in) :: klon, knon, nsrf      ! norm of the wind at the first model level
36        LOGICAL, intent(in) :: zxli  
37        REAL, intent(in), dimension(klon) :: u, v, t, q, zgeop      REAL, intent(in):: t(:) ! (knon)
38        REAL, intent(in), dimension(klon) :: ts, qsurf      ! temperature de l'air au 1er niveau du modele
39        REAL, intent(in), dimension(klon) :: rugos  
40        REAL, intent(out), dimension(klon) :: pcfm, pcfh      REAL, intent(in):: q(:) ! (knon) ! humidite de l'air au 1er niveau du modele
41  ! ================================================================= c  
42  !      REAL, intent(in):: zgeop(:) ! (knon)
43  !      ! g\'eopotentiel au 1er niveau du mod\`ele
44  ! Quelques constantes et options:  
45  !!$PB      REAL, PARAMETER :: ckap=0.35, cb=5.0, cc=5.0, cd=5.0, cepdu2=(0.1)**2      REAL, intent(in) :: psol(:) ! (knon) pression au sol
46        REAL, PARAMETER :: ckap=0.40, cb=5.0, cc=5.0, cd=5.0, cepdu2=(0.1)**2      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
48  ! Variables locales :      REAL, intent(in):: rugos(:) ! (knon) rugosit\'e
49        INTEGER :: i      REAL, intent(out):: cdragm(:) ! (knon) drag coefficient pour le moment
50        REAL :: zdu2, ztsolv, ztvd, zscf  
51        REAL :: zucf, zcr      REAL, intent(out):: cdragh(:) ! (knon)
52        REAL :: friv, frih      ! drag coefficient pour les flux de chaleur latente et sensible
53        REAL, dimension(klon) :: zcfm1, zcfm2  
54        REAL, dimension(klon) :: zcfh1, zcfh2      REAL, intent(out), optional:: pref(:) ! (knon) pression au niveau zgeop / RG
55        REAL, dimension(klon) :: zcdn  
56        REAL, dimension(klon) :: zri      ! Local:
57  !  
58  ! Fonctions thermodynamiques et fonctions d'instabilite      REAL, PARAMETER:: ckap = 0.40, cb = 5., cc = 5., cd = 5., cepdu2 = 0.1**2
59        REAL :: fsta, fins, x      real, parameter:: f_ri_cd_min = 0.1
60        fsta(x) = 1.0 / (1.0+10.0*x*(1+8.0*x))      INTEGER i, knon
61        fins(x) = SQRT(1.0-18.0*x)      REAL zdu2, ztsolv, ztvd, zscf, zucf
62  ! ================================================================= c      real zcdn ! drag coefficient neutre
63  !  
64  ! Calculer le frottement au sol (Cdrag)      REAL zri
65  !      ! nombre de Richardson entre la surface et le niveau de reference
66        DO i = 1, knon      ! zgeop / RG
67          zdu2 = max(cepdu2,u(i)**2+v(i)**2)  
68          ztsolv = ts(i) * (1.0+RETV*qsurf(i))      !-------------------------------------------------------------------------
69          ztvd = (t(i)+zgeop(i)/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i))) &  
70               *(1.+RETV*q(i))      knon = assert_eq([size(speed), size(t), size(q), size(zgeop), size(ts), &
71          zri(i) = zgeop(i)*(ztvd-ztsolv)/(zdu2*ztvd)           size(qsurf), size(rugos), size(cdragm), size(cdragh)], &
72          zcdn(i) = (ckap/log(1.+zgeop(i)/(RG*rugos(i))))**2           "cdrag knon")
73  !  
74  !!$        IF (zri(i) .ge. 0.) THEN      ! situation stable      DO i = 1, knon
75          IF (zri(i) .gt. 0.) THEN      ! situation stable         zdu2 = max(cepdu2, speed(i)**2)
76            zri(i) = min(20.,zri(i))         ztsolv = ts(i) * (1. + RETV * max(qsurf(i), 0.))
77            IF (.NOT.zxli) THEN         ztvd = (t(i) + zgeop(i) / RCPD / (1. + RVTMP2 * q(i))) &
78              zscf = SQRT(1.+cd*ABS(zri(i)))              * (1. + RETV * q(i))
79              FRIV = AMAX1(1. / (1.+2.*CB*zri(i)/ZSCF), 0.1)         zri = zgeop(i) * (ztvd - ztsolv) / (zdu2 * ztvd)
80              zcfm1(i) = zcdn(i) * FRIV         zcdn = (ckap / log(1. + zgeop(i) / (RG * rugos(i))))**2
81              FRIH = AMAX1(1./ (1.+3.*CB*zri(i)*ZSCF), 0.1 )  
82  !!$  PB          zcfh1(i) = zcdn(i) * FRIH         IF (zri > 0.) THEN
83              zcfh1(i) = 0.8 * zcdn(i) * FRIH            ! Situation stable. Pour \'eviter les incoh\'erences dans
84              pcfm(i) = zcfm1(i)            ! les cas tr\`es stables, on limite zri \`a 20. Cf Hess et
85              pcfh(i) = zcfh1(i)            ! al. (1995).
86            ELSE            zri = min(20., zri)
87              pcfm(i) = zcdn(i)* fsta(zri(i))            zscf = SQRT(1. + cd * ABS(zri))
88              pcfh(i) = zcdn(i)* fsta(zri(i))            cdragm(i) = zcdn * max(1. / (1. + 2. * CB * zri / zscf), f_ri_cd_min)
89            ENDIF            cdragh(i) = merge(f_cdrag_oce, f_cdrag_ter, nsrf == is_oce) * zcdn &
90          ELSE                          ! situation instable                 * max(1. / (1. + 3. * CB * zri * zscf), f_ri_cd_min)
91            IF (.NOT.zxli) THEN         ELSE
92              zucf = 1./(1.+3.0*cb*cc*zcdn(i)*SQRT(ABS(zri(i)) &            ! situation instable
93                   *(1.0+zgeop(i)/(RG*rugos(i)))))            zucf = 1. / (1. + 3. * cb * cc * zcdn &
94              zcfm2(i) = zcdn(i)*amax1((1.-2.0*cb*zri(i)*zucf),0.1)                 * SQRT(ABS(zri) * (1. + zgeop(i) / (RG * rugos(i)))))
95  !!$PB            zcfh2(i) = zcdn(i)*amax1((1.-3.0*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            ELSE               cdragh(i) = f_cdrag_oce * zcdn * (1. + ((0.0016 &
100              pcfm(i) = zcdn(i)* fins(zri(i))                    / (zcdn * SQRT(zdu2))) * ABS(ztvd - ztsolv)**(1. &
101              pcfh(i) = zcdn(i)* fins(zri(i))                    / 3.))**1.25)**(1. / 1.25)
102            ENDIF            else
103              zcr = (0.0016/(zcdn(i)*SQRT(zdu2)))*ABS(ztvd-ztsolv)**(1./3.)               cdragh(i) = f_cdrag_ter * zcdn &
104            IF(nsrf.EQ.is_oce) pcfh(i) =0.8* zcdn(i)*(1.0+zcr**1.25)**(1./1.25)                    * max((1. - 3. * cb * zri * zucf), f_ri_cd_min)
105          ENDIF            end IF
106        END DO         ENDIF
107        RETURN      END DO
108        END SUBROUTINE clcdrag  
109        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 cdrag_m

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