--- trunk/libf/phylmd/clqh.f 2008/07/21 16:05:07 12 +++ trunk/phylmd/Interface_surf/clqh.f 2018/08/02 15:55:01 300 @@ -1,378 +1,127 @@ - SUBROUTINE clqh(dtime,itime, date0,jour,debut,lafin, - e rlon, rlat, cufi, cvfi, - e knon, nisurf, knindex, pctsrf, - $ soil_model,tsoil,qsol, - e ok_veget, ocean, npas, nexca, - e rmu0, co2_ppm, rugos, rugoro, - e u1lay,v1lay,coef, - e t,q,ts,paprs,pplay, - e delp,radsol,albedo,alblw,snow,qsurf, - e precip_rain, precip_snow, fder, taux, tauy, -c -- LOOP - e ywindsp, -c -- LOOP - $ sollw, sollwdown, swnet,fluxlat, - s pctsrf_new, agesno, - s d_t, d_q, d_ts, z0_new, - s flux_t, flux_q,dflux_s,dflux_l, - s fqcalving,ffonte,run_off_lic_0, -cIM "slab" ocean - s flux_o,flux_g,tslab,seaice) - - USE interface_surf - - use dimens_m - use indicesol - use dimphy - use dimsoil - use iniprint - use YOMCST - use yoethf - use fcttre - use conf_phys_m - IMPLICIT none -c====================================================================== -c Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930818 -c Objet: diffusion verticale de "q" et de "h" -c====================================================================== - -c Arguments: - INTEGER knon - REAL, intent(in):: dtime ! intervalle du temps (s) - real date0 - REAL u1lay(klon) ! vitesse u de la 1ere couche (m/s) - REAL v1lay(klon) ! vitesse v de la 1ere couche (m/s) - REAL coef(klon,klev) ! le coefficient d'echange (m**2/s) -c multiplie par le cisaillement du -c vent (dV/dz); la premiere valeur -c indique la valeur de Cdrag (sans unite) - REAL t(klon,klev) ! temperature (K) - REAL q(klon,klev) ! humidite specifique (kg/kg) - REAL ts(klon) ! temperature du sol (K) - REAL evap(klon) ! evaporation au sol - REAL paprs(klon,klev+1) ! pression a inter-couche (Pa) - REAL pplay(klon,klev) ! pression au milieu de couche (Pa) - REAL delp(klon,klev) ! epaisseur de couche en pression (Pa) - REAL radsol(klon) ! ray. net au sol (Solaire+IR) W/m2 - REAL albedo(klon) ! albedo de la surface - REAL alblw(klon) - REAL snow(klon) ! hauteur de neige - REAL qsurf(klon) ! humidite de l'air au dessus de la surface - real precip_rain(klon), precip_snow(klon) - REAL agesno(klon) - REAL rugoro(klon) - REAL run_off_lic_0(klon)! runof glacier au pas de temps precedent - integer jour ! jour de l'annee en cours - real rmu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal - real rugos(klon) ! rugosite - integer knindex(klon) - real pctsrf(klon,nbsrf) - real, intent(in):: rlon(klon), rlat(klon) - real cufi(klon), cvfi(klon) - logical ok_veget - REAL co2_ppm ! taux CO2 atmosphere - character(len=*), intent(in):: ocean - integer npas, nexca -c -- LOOP - REAL yu10mx(klon) - REAL yu10my(klon) - REAL ywindsp(klon) -c -- LOOP - - -c - REAL d_t(klon,klev) ! incrementation de "t" - REAL d_q(klon,klev) ! incrementation de "q" - REAL d_ts(klon) ! incrementation de "ts" - REAL flux_t(klon,klev) ! (diagnostic) flux de la chaleur -c sensible, flux de Cp*T, positif vers -c le bas: j/(m**2 s) c.a.d.: W/m2 - REAL flux_q(klon,klev) ! flux de la vapeur d'eau:kg/(m**2 s) - REAL dflux_s(klon) ! derivee du flux sensible dF/dTs - REAL dflux_l(klon) ! derivee du flux latent dF/dTs -cIM cf JLD -c Flux thermique utiliser pour fondre la neige - REAL ffonte(klon) -c Flux d'eau "perdue" par la surface et nécessaire pour que limiter la -c hauteur de neige, en kg/m2/s - REAL fqcalving(klon) -cIM "slab" ocean - REAL tslab(klon) !temperature du slab ocean (K) (OCEAN='slab ') - REAL seaice(klon) ! glace de mer en kg/m2 - REAL flux_o(klon) ! flux entre l'ocean et l'atmosphere W/m2 - REAL flux_g(klon) ! flux entre l'ocean et la glace de mer W/m2 -c -c====================================================================== - REAL t_grnd ! temperature de rappel pour glace de mer - PARAMETER (t_grnd=271.35) - REAL t_coup - PARAMETER(t_coup=273.15) -c====================================================================== - INTEGER i, k - REAL zx_cq(klon,klev) - REAL zx_dq(klon,klev) - REAL zx_ch(klon,klev) - REAL zx_dh(klon,klev) - REAL zx_buf1(klon) - REAL zx_buf2(klon) - REAL zx_coef(klon,klev) - REAL local_h(klon,klev) ! enthalpie potentielle - REAL local_q(klon,klev) - REAL local_ts(klon) - REAL psref(klon) ! pression de reference pour temperature potent. - REAL zx_pkh(klon,klev), zx_pkf(klon,klev) -c====================================================================== -c contre-gradient pour la vapeur d'eau: (kg/kg)/metre - REAL gamq(klon,2:klev) -c contre-gradient pour la chaleur sensible: Kelvin/metre - REAL gamt(klon,2:klev) - REAL z_gamaq(klon,2:klev), z_gamah(klon,2:klev) - REAL zdelz -c====================================================================== -c====================================================================== -c Rajout pour l'interface - integer, intent(in):: itime - integer nisurf - logical, intent(in):: debut - logical, intent(in):: lafin - real zlev1(klon) - real fder(klon), taux(klon), tauy(klon) - real temp_air(klon), spechum(klon) - real epot_air(klon), ccanopy(klon) - real tq_cdrag(klon), petAcoef(klon), peqAcoef(klon) - real petBcoef(klon), peqBcoef(klon) - real sollw(klon), sollwdown(klon), swnet(klon), swdown(klon) - real p1lay(klon) -c$$$C PB ajout pour soil - LOGICAL, intent(in):: soil_model - REAL tsoil(klon, nsoilmx) - REAL qsol(klon) - -! Parametres de sortie - real fluxsens(klon), fluxlat(klon) - real tsol_rad(klon), tsurf_new(klon), alb_new(klon) - real emis_new(klon), z0_new(klon) - real pctsrf_new(klon,nbsrf) -c JLD - real zzpk -C - character (len = 20) :: modname = 'Debut clqh' - LOGICAL check - PARAMETER (check=.false.) -C - if (check) THEN - write(*,*) modname,' nisurf=',nisurf -CC call flush(6) - endif -c - if (check) THEN - WRITE(*,*)' qsurf (min, max)' - $ , minval(qsurf(1:knon)), maxval(qsurf(1:knon)) -CC call flush(6) - ENDIF -C -C - if (iflag_pbl.eq.1) then - do k = 3, klev - do i = 1, knon - gamq(i,k)= 0.0 - gamt(i,k)= -1.0e-03 - enddo - enddo - do i = 1, knon - gamq(i,2) = 0.0 - gamt(i,2) = -2.5e-03 - enddo - else - do k = 2, klev - do i = 1, knon - gamq(i,k) = 0.0 - gamt(i,k) = 0.0 - enddo - enddo - endif - - DO i = 1, knon - psref(i) = paprs(i,1) !pression de reference est celle au sol - local_ts(i) = ts(i) - ENDDO - DO k = 1, klev - DO i = 1, knon - zx_pkh(i,k) = (psref(i)/paprs(i,k))**RKAPPA - zx_pkf(i,k) = (psref(i)/pplay(i,k))**RKAPPA - local_h(i,k) = RCPD * t(i,k) * zx_pkf(i,k) - local_q(i,k) = q(i,k) - ENDDO - ENDDO -c -c Convertir les coefficients en variables convenables au calcul: -c -c - DO k = 2, klev - DO i = 1, knon - zx_coef(i,k) = coef(i,k)*RG/(pplay(i,k-1)-pplay(i,k)) - . *(paprs(i,k)*2/(t(i,k)+t(i,k-1))/RD)**2 - zx_coef(i,k) = zx_coef(i,k) * dtime*RG - ENDDO - ENDDO -c -c Preparer les flux lies aux contre-gardients -c - DO k = 2, klev - DO i = 1, knon - zdelz = RD * (t(i,k-1)+t(i,k))/2.0 / RG /paprs(i,k) - . *(pplay(i,k-1)-pplay(i,k)) - z_gamaq(i,k) = gamq(i,k) * zdelz - z_gamah(i,k) = gamt(i,k) * zdelz *RCPD * zx_pkh(i,k) - ENDDO - ENDDO - DO i = 1, knon - zx_buf1(i) = zx_coef(i,klev) + delp(i,klev) - zx_cq(i,klev) = (local_q(i,klev)*delp(i,klev) - . -zx_coef(i,klev)*z_gamaq(i,klev))/zx_buf1(i) - zx_dq(i,klev) = zx_coef(i,klev) / zx_buf1(i) -c - zzpk=(pplay(i,klev)/psref(i))**RKAPPA - zx_buf2(i) = zzpk*delp(i,klev) + zx_coef(i,klev) - zx_ch(i,klev) = (local_h(i,klev)*zzpk*delp(i,klev) - . -zx_coef(i,klev)*z_gamah(i,klev))/zx_buf2(i) - zx_dh(i,klev) = zx_coef(i,klev) / zx_buf2(i) - ENDDO - DO k = klev-1, 2 , -1 - DO i = 1, knon - zx_buf1(i) = delp(i,k)+zx_coef(i,k) - . +zx_coef(i,k+1)*(1.-zx_dq(i,k+1)) - zx_cq(i,k) = (local_q(i,k)*delp(i,k) - . +zx_coef(i,k+1)*zx_cq(i,k+1) - . +zx_coef(i,k+1)*z_gamaq(i,k+1) - . -zx_coef(i,k)*z_gamaq(i,k))/zx_buf1(i) - zx_dq(i,k) = zx_coef(i,k) / zx_buf1(i) -c - zzpk=(pplay(i,k)/psref(i))**RKAPPA - zx_buf2(i) = zzpk*delp(i,k)+zx_coef(i,k) - . +zx_coef(i,k+1)*(1.-zx_dh(i,k+1)) - zx_ch(i,k) = (local_h(i,k)*zzpk*delp(i,k) - . +zx_coef(i,k+1)*zx_ch(i,k+1) - . +zx_coef(i,k+1)*z_gamah(i,k+1) - . -zx_coef(i,k)*z_gamah(i,k))/zx_buf2(i) - zx_dh(i,k) = zx_coef(i,k) / zx_buf2(i) - ENDDO - ENDDO -C -C nouvelle formulation JL Dufresne -C -C q1 = zx_cq(i,1) + zx_dq(i,1) * Flux_Q(i,1) * dt -C h1 = zx_ch(i,1) + zx_dh(i,1) * Flux_H(i,1) * dt -C - DO i = 1, knon - zx_buf1(i) = delp(i,1) + zx_coef(i,2)*(1.-zx_dq(i,2)) - zx_cq(i,1) = (local_q(i,1)*delp(i,1) - . +zx_coef(i,2)*(z_gamaq(i,2)+zx_cq(i,2))) - . /zx_buf1(i) - zx_dq(i,1) = -1. * RG / zx_buf1(i) -c - zzpk=(pplay(i,1)/psref(i))**RKAPPA - zx_buf2(i) = zzpk*delp(i,1) + zx_coef(i,2)*(1.-zx_dh(i,2)) - zx_ch(i,1) = (local_h(i,1)*zzpk*delp(i,1) - . +zx_coef(i,2)*(z_gamah(i,2)+zx_ch(i,2))) - . /zx_buf2(i) - zx_dh(i,1) = -1. * RG / zx_buf2(i) - ENDDO - -C Appel a interfsurf (appel generique) routine d'interface avec la surface - -c initialisation - petAcoef =0. - peqAcoef = 0. - petBcoef =0. - peqBcoef = 0. - p1lay =0. - -c do i = 1, knon - petAcoef(1:knon) = zx_ch(1:knon,1) - peqAcoef(1:knon) = zx_cq(1:knon,1) - petBcoef(1:knon) = zx_dh(1:knon,1) - peqBcoef(1:knon) = zx_dq(1:knon,1) - tq_cdrag(1:knon) =coef(1:knon,1) - temp_air(1:knon) =t(1:knon,1) - epot_air(1:knon) =local_h(1:knon,1) - spechum(1:knon)=q(1:knon,1) - p1lay(1:knon) = pplay(1:knon,1) - zlev1(1:knon) = delp(1:knon,1) -c swnet = swdown * (1. - albedo) -c -cIM swdown=flux SW incident sur terres -cIM swdown=flux SW net sur les autres surfaces -cIM swdown(1:knon) = swnet(1:knon) - if(nisurf.eq.is_ter) THEN - swdown(1:knon) = swnet(1:knon)/(1-albedo(1:knon)) - else - swdown(1:knon) = swnet(1:knon) - endif -c enddo - ccanopy = co2_ppm - - CALL interfsurf_hq(itime, dtime, date0, jour, rmu0, - e klon, iim, jjm, nisurf, knon, knindex, pctsrf, - e rlon, rlat, cufi, cvfi, - e debut, lafin, ok_veget, soil_model, nsoilmx,tsoil, qsol, - e zlev1, u1lay, v1lay, temp_air, spechum, epot_air, ccanopy, - e tq_cdrag, petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, - e precip_rain, precip_snow, sollw, sollwdown, swnet, swdown, - e fder, taux, tauy, -c -- LOOP - e ywindsp, -c -- LOOP - e rugos, rugoro, - e albedo, snow, qsurf, - e ts, p1lay, psref, radsol, - e ocean, npas, nexca, zmasq, - s evap, fluxsens, fluxlat, dflux_l, dflux_s, - s tsol_rad, tsurf_new, alb_new, alblw, emis_new, z0_new, - s pctsrf_new, agesno,fqcalving,ffonte, run_off_lic_0, -cIM "slab" ocean - s flux_o, flux_g, tslab, seaice) - - - do i = 1, knon - flux_t(i,1) = fluxsens(i) - flux_q(i,1) = - evap(i) - d_ts(i) = tsurf_new(i) - ts(i) - albedo(i) = alb_new(i) - enddo - -c==== une fois on a zx_h_ts, on peut faire l'iteration ======== - DO i = 1, knon - local_h(i,1) = zx_ch(i,1) + zx_dh(i,1)*flux_t(i,1)*dtime - local_q(i,1) = zx_cq(i,1) + zx_dq(i,1)*flux_q(i,1)*dtime - ENDDO - DO k = 2, klev - DO i = 1, knon - local_q(i,k) = zx_cq(i,k) + zx_dq(i,k)*local_q(i,k-1) - local_h(i,k) = zx_ch(i,k) + zx_dh(i,k)*local_h(i,k-1) - ENDDO - ENDDO -c====================================================================== -c== flux_q est le flux de vapeur d'eau: kg/(m**2 s) positive vers bas -c== flux_t est le flux de cpt (energie sensible): j/(m**2 s) - DO k = 2, klev - DO i = 1, knon - flux_q(i,k) = (zx_coef(i,k)/RG/dtime) - . * (local_q(i,k)-local_q(i,k-1)+z_gamaq(i,k)) - flux_t(i,k) = (zx_coef(i,k)/RG/dtime) - . * (local_h(i,k)-local_h(i,k-1)+z_gamah(i,k)) - . / zx_pkh(i,k) - ENDDO - ENDDO -c====================================================================== -C Calcul tendances - DO k = 1, klev - DO i = 1, knon - d_t(i,k) = local_h(i,k)/zx_pkf(i,k)/RCPD - t(i,k) - d_q(i,k) = local_q(i,k) - q(i,k) - ENDDO - ENDDO -c +module clqh_m - RETURN - END + IMPLICIT none + +contains + + SUBROUTINE clqh(julien, debut, nisurf, knindex, tsoil, qsol, mu0, rugos, & + rugoro, u1lay, v1lay, coef, tq_cdrag, t, q, ts, paprs, pplay, delp, & + radsol, albedo, snow, qsurf, precip_rain, precip_snow, fluxlat, & + pctsrf_new_sic, agesno, d_t, d_q, d_ts, z0_new, flux_t, flux_q, & + dflux_s, dflux_l, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0) + + ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS) + ! Date: 1993 Aug. 18th + ! Objet : diffusion verticale de "q" et de "h" + + use climb_hq_down_m, only: climb_hq_down + use climb_hq_up_m, only: climb_hq_up + USE dimphy, ONLY: klev + USE interfsurf_hq_m, ONLY: interfsurf_hq + USE suphec_m, ONLY: rkappa + + integer, intent(in):: julien ! jour de l'annee en cours + logical, intent(in):: debut + integer, intent(in):: nisurf + integer, intent(in):: knindex(:) ! (knon) + REAL, intent(inout):: tsoil(:, :) ! (knon, nsoilmx) + + REAL, intent(inout):: qsol(:) ! (knon) + ! column-density of water in soil, in kg m-2 + + real, intent(in):: mu0(:) ! (knon) cosinus de l'angle solaire zenithal + real, intent(in):: rugos(:) ! (knon) rugosite + REAL, intent(in):: rugoro(:) ! (knon) + + REAL, intent(in):: u1lay(:), v1lay(:) ! (knon) + ! vitesse de la 1ere couche (m / s) + + REAL, intent(in):: coef(:, 2:) ! (knon, 2:klev) + ! Le coefficient d'echange (m**2 / s) multiplie par le cisaillement + ! du vent (dV / dz) + + REAL, intent(in):: tq_cdrag(:) ! (knon) sans unite + + REAL, intent(in):: t(:, :) ! (knon, klev) temperature (K) + REAL, intent(in):: q(:, :) ! (knon, klev) humidite specifique (kg / kg) + REAL, intent(in):: ts(:) ! (knon) temperature du sol (K) + + REAL, intent(in):: paprs(:, :) ! (knon, klev + 1) + ! pression a inter-couche (Pa) + + REAL, intent(in):: pplay(:, :) ! (knon, klev) + ! pression au milieu de couche (Pa) + + REAL, intent(in):: delp(:, :) ! (knon, klev) + ! epaisseur de couche en pression (Pa) + + REAL, intent(in):: radsol(:) ! (knon) + ! rayonnement net au sol (Solaire + IR) W / m2 + + REAL, intent(inout):: albedo(:) ! (knon) albedo de la surface + REAL, intent(inout):: snow(:) ! (knon) ! hauteur de neige + + REAL, intent(out):: qsurf(:) ! (knon) + ! humidite de l'air au dessus de la surface + + real, intent(in):: precip_rain(:) ! (knon) + ! liquid water mass flux (kg / m2 / s), positive down + + real, intent(in):: precip_snow(:) ! (knon) + ! solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down + + real, intent(out):: fluxlat(:) ! (knon) + real, intent(in):: pctsrf_new_sic(:) ! (knon) + REAL, intent(inout):: agesno(:) ! (knon) + REAL, intent(out):: d_t(:, :) ! (knon, klev) incrementation de "t" + REAL, intent(out):: d_q(:, :) ! (knon, klev) incrementation de "q" + REAL, intent(out):: d_ts(:) ! (knon) variation of surface temperature + real, intent(out):: z0_new(:) ! (knon) + + REAL, intent(out):: flux_t(:) ! (knon) + ! (diagnostic) flux de chaleur sensible (Cp T) à la surface, + ! positif vers le bas, W / m2 + + REAL, intent(out):: flux_q(:) ! (knon) + ! flux de la vapeur d'eau à la surface, en kg / (m**2 s) + + REAL, intent(out):: dflux_s(:) ! (knon) derivee du flux sensible dF / dTs + REAL, intent(out):: dflux_l(:) ! (knon) derivee du flux latent dF / dTs + + REAL, intent(out):: fqcalving(:) ! (knon) + ! Flux d'eau "perdue" par la surface et n\'ecessaire pour que limiter la + ! hauteur de neige, en kg / m2 / s + + REAL, intent(out):: ffonte(:) ! (knon) + ! flux thermique utilis\'e pour fondre la neige + + REAL, intent(inout):: run_off_lic_0(:) ! (knon) + ! run-off glacier au pas de temps precedent + + ! Local: + + INTEGER k + REAL evap(size(knindex)) ! (knon) evaporation au sol + REAL, dimension(size(knindex), klev):: cq, dq, ch, dh ! (knon, klev) + REAL pkf(size(knindex), klev) ! (knon, klev) + real tsurf_new(size(knindex)) ! (knon) + + !---------------------------------------------------------------- + + forall (k = 1:klev) pkf(:, k) = (paprs(:, 1) / pplay(:, k))**RKAPPA + ! (La pression de r\'ef\'erence est celle au sol.) + + call climb_hq_down(pkf, cq, dq, ch, dh, paprs, pplay, t, coef, delp, q) + CALL interfsurf_hq(julien, mu0, nisurf, knindex, debut, tsoil, qsol, & + u1lay, v1lay, t(:, 1), q(:, 1), tq_cdrag, ch(:, 1), cq(:, 1), & + dh(:, 1), dq(:, 1), precip_rain, precip_snow, rugos, rugoro, snow, & + qsurf, ts, pplay(:, 1), paprs(:, 1), radsol, evap, flux_t, fluxlat, & + dflux_l, dflux_s, tsurf_new, albedo, z0_new, pctsrf_new_sic, agesno, & + fqcalving, ffonte, run_off_lic_0) + flux_q = - evap + d_ts = tsurf_new - ts + call climb_hq_up(d_t, d_q, cq, dq, ch, dh, flux_t, flux_q, pkf, t, q) + + END SUBROUTINE clqh + +end module clqh_m