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Fri Jul 20 15:47:57 2018 UTC (5 years, 10 months ago) by guez
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Remove gamq (counter-gradient for water vapor) in procedure clqh, was
always 0 (does not appear either any longer in LMDZ).

1 guez 49 module clqh_m
2 guez 3
3 guez 38 IMPLICIT none
4 guez 3
5 guez 49 contains
6 guez 3
7 guez 221 SUBROUTINE clqh(dtime, julien, debut, nisurf, knindex, tsoil, qsol, rmu0, &
8 guez 236 rugos, rugoro, u1lay, v1lay, coef, tq_cdrag, t, q, ts, paprs, pplay, &
9     delp, radsol, albedo, snow, qsurf, precip_rain, precip_snow, fluxlat, &
10 guez 206 pctsrf_new_sic, agesno, d_t, d_q, d_ts, z0_new, flux_t, flux_q, &
11     dflux_s, dflux_l, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)
12 guez 3
13 guez 62 ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS)
14 guez 279 ! Date: 1993 Aug. 18th
15 guez 49 ! Objet : diffusion verticale de "q" et de "h"
16 guez 3
17 guez 154 USE conf_phys_m, ONLY: iflag_pbl
18     USE dimphy, ONLY: klev, klon
19     USE interfsurf_hq_m, ONLY: interfsurf_hq
20     USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, rg, rkappa
21 guez 38
22 guez 155 REAL, intent(in):: dtime ! intervalle du temps (s)
23 guez 221 integer, intent(in):: julien ! jour de l'annee en cours
24 guez 154 logical, intent(in):: debut
25 guez 175 integer, intent(in):: nisurf
26 guez 154 integer, intent(in):: knindex(:) ! (knon)
27 guez 208 REAL, intent(inout):: tsoil(:, :) ! (knon, nsoilmx)
28 guez 202
29 guez 225 REAL, intent(inout):: qsol(:) ! (knon)
30 guez 154 ! column-density of water in soil, in kg m-2
31    
32 guez 155 real, intent(in):: rmu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal
33     real rugos(klon) ! rugosite
34 guez 154 REAL rugoro(klon)
35 guez 70
36 guez 225 REAL, intent(in):: u1lay(:), v1lay(:) ! (knon)
37     ! vitesse de la 1ere couche (m / s)
38    
39 guez 236 REAL, intent(in):: coef(:, 2:) ! (knon, 2:klev)
40 guez 155 ! Le coefficient d'echange (m**2 / s) multiplie par le cisaillement
41 guez 236 ! du vent (dV / dz)
42 guez 70
43 guez 236 REAL, intent(in):: tq_cdrag(:) ! (knon) sans unite
44    
45 guez 280 REAL, intent(in):: t(:, :) ! (knon, klev) temperature (K)
46     REAL, intent(in):: q(:, :) ! (knon, klev) humidite specifique (kg / kg)
47 guez 207 REAL, intent(in):: ts(:) ! (knon) temperature du sol (K)
48 guez 280
49     REAL, intent(in):: paprs(:, :) ! (knon, klev + 1)
50     ! pression a inter-couche (Pa)
51    
52     REAL, intent(in):: pplay(:, :) ! (knon, klev)
53     ! pression au milieu de couche (Pa)
54    
55 guez 155 REAL delp(klon, klev) ! epaisseur de couche en pression (Pa)
56 guez 222
57 guez 267 REAL, intent(in):: radsol(:) ! (knon)
58 guez 222 ! rayonnement net au sol (Solaire + IR) W / m2
59    
60 guez 155 REAL, intent(inout):: albedo(:) ! (knon) albedo de la surface
61 guez 215 REAL, intent(inout):: snow(:) ! (knon) ! hauteur de neige
62 guez 155 REAL qsurf(klon) ! humidite de l'air au dessus de la surface
63 guez 101
64     real, intent(in):: precip_rain(klon)
65 guez 155 ! liquid water mass flux (kg / m2 / s), positive down
66 guez 101
67     real, intent(in):: precip_snow(klon)
68 guez 155 ! solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down
69 guez 101
70 guez 214 real, intent(out):: fluxlat(:) ! (knon)
71 guez 202 real, intent(in):: pctsrf_new_sic(:) ! (klon)
72 guez 175 REAL, intent(inout):: agesno(:) ! (knon)
73 guez 155 REAL d_t(klon, klev) ! incrementation de "t"
74     REAL d_q(klon, klev) ! incrementation de "q"
75 guez 221 REAL, intent(out):: d_ts(:) ! (knon) variation of surface temperature
76 guez 154 real z0_new(klon)
77 guez 206
78     REAL, intent(out):: flux_t(:) ! (knon)
79     ! (diagnostic) flux de chaleur sensible (Cp T) à la surface,
80     ! positif vers le bas, W / m2
81    
82     REAL, intent(out):: flux_q(:) ! (knon)
83     ! flux de la vapeur d'eau à la surface, en kg / (m**2 s)
84    
85 guez 222 REAL dflux_s(:) ! (knon) derivee du flux sensible dF / dTs
86     REAL dflux_l(:) ! (knon) derivee du flux latent dF / dTs
87 guez 154
88 guez 279 REAL, intent(out):: fqcalving(:) ! (knon)
89 guez 150 ! Flux d'eau "perdue" par la surface et n\'ecessaire pour que limiter la
90 guez 155 ! hauteur de neige, en kg / m2 / s
91 guez 101
92 guez 279 REAL ffonte(klon)
93 guez 154 ! Flux thermique utiliser pour fondre la neige
94    
95     REAL run_off_lic_0(klon)! runof glacier au pas de temps precedent
96    
97     ! Local:
98    
99 guez 206 INTEGER knon
100     REAL evap(size(knindex)) ! (knon) evaporation au sol
101 guez 154
102 guez 49 INTEGER i, k
103 guez 280 REAL cq(klon, klev), dq(klon, klev), zx_ch(klon, klev), zx_dh(klon, klev)
104     REAL buf1(klon), buf2(klon)
105     REAL zx_coef(size(knindex), 2:klev) ! (knon, 2:klev)
106     REAL h(size(knindex), klev) ! (knon, klev) enthalpie potentielle
107     REAL local_q(size(knindex), klev) ! (knon, klev)
108 guez 3
109 guez 280 REAL psref(size(knindex)) ! (knon)
110     ! pression de reference pour temperature potentielle
111 guez 279
112 guez 280 REAL pkf(size(knindex), klev) ! (knon, klev)
113    
114 guez 279 REAL gamt(size(knindex), 2:klev) ! (knon, 2:klev)
115     ! contre-gradient pour la chaleur sensible, en K m-1
116    
117 guez 280 REAL gamah(size(knindex), 2:klev) ! (knon, 2:klev)
118 guez 49 real temp_air(klon), spechum(klon)
119 guez 236 real petAcoef(klon), peqAcoef(klon)
120 guez 49 real petBcoef(klon), peqBcoef(klon)
121     real p1lay(klon)
122 guez 206 real tsurf_new(size(knindex)) ! (knon)
123 guez 49 real zzpk
124 guez 3
125 guez 49 !----------------------------------------------------------------
126 guez 3
127 guez 206 knon = size(knindex)
128    
129 guez 155 if (iflag_pbl == 1) then
130 guez 279 gamt(:, 2) = - 2.5e-3
131     gamt(:, 3:)= - 1e-3
132 guez 49 else
133 guez 279 gamt = 0.
134 guez 49 endif
135    
136 guez 280 psref = paprs(:, 1) ! pression de reference est celle au sol
137     forall (k = 1:klev) pkf(:, k) = (psref / pplay(:, k))**RKAPPA
138     h = RCPD * t * pkf
139 guez 49
140     ! Convertir les coefficients en variables convenables au calcul:
141 guez 280 forall (k = 2:klev) zx_coef(:, k) = coef(:, k) * RG &
142     / (pplay(:, k - 1) - pplay(:, k)) &
143     * (paprs(:, k) * 2 / (t(:, k) + t(:, k - 1)) / RD)**2 * dtime * RG
144 guez 49
145     ! Preparer les flux lies aux contre-gardients
146    
147 guez 280 forall (k = 2:klev) gamah(:, k) = gamt(:, k) * (RD * (t(:, k - 1) &
148     + t(:, k)) / 2. / RG / paprs(:, k) * (pplay(:, k - 1) - pplay(:, k))) &
149     * RCPD * (psref(:) / paprs(:, k))**RKAPPA
150 guez 279
151 guez 49 DO i = 1, knon
152 guez 280 buf1(i) = zx_coef(i, klev) + delp(i, klev)
153     cq(i, klev) = q(i, klev) * delp(i, klev) / buf1(i)
154     dq(i, klev) = zx_coef(i, klev) / buf1(i)
155 guez 49
156 guez 155 zzpk=(pplay(i, klev) / psref(i))**RKAPPA
157 guez 280 buf2(i) = zzpk * delp(i, klev) + zx_coef(i, klev)
158     zx_ch(i, klev) = (h(i, klev) * zzpk * delp(i, klev) &
159     - zx_coef(i, klev) * gamah(i, klev)) / buf2(i)
160     zx_dh(i, klev) = zx_coef(i, klev) / buf2(i)
161 guez 49 ENDDO
162 guez 279
163 guez 155 DO k = klev - 1, 2, - 1
164 guez 49 DO i = 1, knon
165 guez 280 buf1(i) = delp(i, k) + zx_coef(i, k) &
166     + zx_coef(i, k + 1) * (1. - dq(i, k + 1))
167     cq(i, k) = (q(i, k) * delp(i, k) &
168     + zx_coef(i, k + 1) * cq(i, k + 1)) / buf1(i)
169     dq(i, k) = zx_coef(i, k) / buf1(i)
170 guez 49
171 guez 155 zzpk=(pplay(i, k) / psref(i))**RKAPPA
172 guez 280 buf2(i) = zzpk * delp(i, k) + zx_coef(i, k) &
173 guez 208 + zx_coef(i, k + 1) * (1. - zx_dh(i, k + 1))
174 guez 280 zx_ch(i, k) = (h(i, k) * zzpk * delp(i, k) &
175 guez 208 + zx_coef(i, k + 1) * zx_ch(i, k + 1) &
176 guez 280 + zx_coef(i, k + 1) * gamah(i, k + 1) &
177     - zx_coef(i, k) * gamah(i, k)) / buf2(i)
178     zx_dh(i, k) = zx_coef(i, k) / buf2(i)
179 guez 49 ENDDO
180     ENDDO
181    
182     DO i = 1, knon
183 guez 280 buf1(i) = delp(i, 1) + zx_coef(i, 2) * (1. - dq(i, 2))
184     cq(i, 1) = (q(i, 1) * delp(i, 1) &
185     + zx_coef(i, 2) * cq(i, 2)) / buf1(i)
186     dq(i, 1) = - 1. * RG / buf1(i)
187 guez 49
188 guez 155 zzpk=(pplay(i, 1) / psref(i))**RKAPPA
189 guez 280 buf2(i) = zzpk * delp(i, 1) + zx_coef(i, 2) * (1. - zx_dh(i, 2))
190     zx_ch(i, 1) = (h(i, 1) * zzpk * delp(i, 1) &
191     + zx_coef(i, 2) * (gamah(i, 2) + zx_ch(i, 2))) / buf2(i)
192     zx_dh(i, 1) = - 1. * RG / buf2(i)
193 guez 49 ENDDO
194    
195 guez 208 ! Initialisation
196 guez 49 petAcoef =0.
197     peqAcoef = 0.
198     petBcoef =0.
199     peqBcoef = 0.
200     p1lay =0.
201    
202     petAcoef(1:knon) = zx_ch(1:knon, 1)
203 guez 280 peqAcoef(1:knon) = cq(1:knon, 1)
204 guez 155 petBcoef(1:knon) = zx_dh(1:knon, 1)
205 guez 280 peqBcoef(1:knon) = dq(1:knon, 1)
206     temp_air(1:knon) = t(:, 1)
207     spechum(1:knon) = q(:, 1)
208     p1lay(1:knon) = pplay(:, 1)
209 guez 49
210 guez 222 CALL interfsurf_hq(dtime, julien, rmu0, nisurf, knindex, debut, tsoil, &
211 guez 266 qsol, u1lay, v1lay, temp_air, spechum, tq_cdrag(:knon), petAcoef, &
212     peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, precip_rain, precip_snow, rugos, &
213     rugoro, snow, qsurf, ts, p1lay, psref, radsol, evap, flux_t, fluxlat, &
214     dflux_l, dflux_s, tsurf_new, albedo, z0_new, pctsrf_new_sic, agesno, &
215 guez 222 fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)
216 guez 49
217 guez 206 flux_q = - evap
218 guez 207 d_ts = tsurf_new - ts
219 guez 49
220     DO i = 1, knon
221 guez 280 h(i, 1) = zx_ch(i, 1) + zx_dh(i, 1) * flux_t(i) * dtime
222     local_q(i, 1) = cq(i, 1) + dq(i, 1) * flux_q(i) * dtime
223 guez 49 ENDDO
224     DO k = 2, klev
225     DO i = 1, knon
226 guez 280 local_q(i, k) = cq(i, k) + dq(i, k) * local_q(i, k - 1)
227     h(i, k) = zx_ch(i, k) + zx_dh(i, k) * h(i, k - 1)
228 guez 49 ENDDO
229     ENDDO
230 guez 155
231 guez 208 ! Calcul des tendances
232 guez 49 DO k = 1, klev
233     DO i = 1, knon
234 guez 280 d_t(i, k) = h(i, k) / pkf(i, k) / RCPD - t(i, k)
235 guez 49 d_q(i, k) = local_q(i, k) - q(i, k)
236     ENDDO
237     ENDDO
238    
239     END SUBROUTINE clqh
240    
241     end module clqh_m

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