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trunk/Sources/phylmd/clqh.f revision 236 by guez, Thu Nov 9 12:47:25 2017 UTC trunk/phylmd/clqh.f revision 282 by guez, Fri Jul 20 16:46:48 2018 UTC
# Line 11  contains Line 11  contains
11         dflux_s, dflux_l, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)         dflux_s, dflux_l, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)
12    
13      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS)      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS)
14      ! Date: 1993/08/18      ! Date: 1993 Aug. 18th
15      ! Objet : diffusion verticale de "q" et de "h"      ! Objet : diffusion verticale de "q" et de "h"
16    
17      USE conf_phys_m, ONLY: iflag_pbl      USE conf_phys_m, ONLY: iflag_pbl
# Line 30  contains Line 30  contains
30      ! column-density of water in soil, in kg m-2      ! column-density of water in soil, in kg m-2
31    
32      real, intent(in):: rmu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal      real, intent(in):: rmu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal
33      real rugos(klon) ! rugosite      real, intent(in):: rugos(:) ! (knon) rugosite
34      REAL rugoro(klon)      REAL, intent(in):: rugoro(:) ! (knon)
35    
36      REAL, intent(in):: u1lay(:), v1lay(:) ! (knon)      REAL, intent(in):: u1lay(:), v1lay(:) ! (knon)
37      ! vitesse de la 1ere couche (m / s)      ! vitesse de la 1ere couche (m / s)
# Line 42  contains Line 42  contains
42    
43      REAL, intent(in):: tq_cdrag(:) ! (knon) sans unite      REAL, intent(in):: tq_cdrag(:) ! (knon) sans unite
44    
45      REAL t(klon, klev) ! temperature (K)      REAL, intent(in):: t(:, :) ! (knon, klev) temperature (K)
46      REAL q(klon, klev) ! humidite specifique (kg / kg)      REAL, intent(in):: q(:, :) ! (knon, klev) humidite specifique (kg / kg)
47      REAL, intent(in):: ts(:) ! (knon) temperature du sol (K)      REAL, intent(in):: ts(:) ! (knon) temperature du sol (K)
48      REAL paprs(klon, klev + 1) ! pression a inter-couche (Pa)  
49      REAL pplay(klon, klev) ! pression au milieu de couche (Pa)      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      REAL delp(klon, klev) ! epaisseur de couche en pression (Pa)      REAL delp(klon, klev) ! epaisseur de couche en pression (Pa)
56    
57      REAL, intent(inout):: radsol(:) ! (knon)      REAL, intent(in):: radsol(:) ! (knon)
58      ! rayonnement net au sol (Solaire + IR) W / m2      ! rayonnement net au sol (Solaire + IR) W / m2
59    
60      REAL, intent(inout):: albedo(:) ! (knon) albedo de la surface      REAL, intent(inout):: albedo(:) ! (knon) albedo de la surface
# Line 65  contains Line 70  contains
70      real, intent(out):: fluxlat(:) ! (knon)      real, intent(out):: fluxlat(:) ! (knon)
71      real, intent(in):: pctsrf_new_sic(:) ! (klon)      real, intent(in):: pctsrf_new_sic(:) ! (klon)
72      REAL, intent(inout):: agesno(:) ! (knon)      REAL, intent(inout):: agesno(:) ! (knon)
73      REAL d_t(klon, klev) ! incrementation de "t"      REAL, intent(out):: d_t(:, :) ! (knon, klev) incrementation de "t"
74      REAL d_q(klon, klev) ! incrementation de "q"      REAL, intent(out):: d_q(:, :) ! (knon, klev) incrementation de "q"
75      REAL, intent(out):: d_ts(:) ! (knon) variation of surface temperature      REAL, intent(out):: d_ts(:) ! (knon) variation of surface temperature
76      real z0_new(klon)      real, intent(out):: z0_new(:) ! (knon)
77    
78      REAL, intent(out):: flux_t(:) ! (knon)      REAL, intent(out):: flux_t(:) ! (knon)
79      ! (diagnostic) flux de chaleur sensible (Cp T) à la surface,      ! (diagnostic) flux de chaleur sensible (Cp T) à la surface,
# Line 80  contains Line 85  contains
85      REAL dflux_s(:) ! (knon) derivee du flux sensible dF / dTs      REAL dflux_s(:) ! (knon) derivee du flux sensible dF / dTs
86      REAL dflux_l(:) ! (knon) derivee du flux latent dF / dTs      REAL dflux_l(:) ! (knon) derivee du flux latent dF / dTs
87    
88        REAL, intent(out):: fqcalving(:) ! (knon)
89      ! Flux d'eau "perdue" par la surface et n\'ecessaire pour que limiter la      ! Flux d'eau "perdue" par la surface et n\'ecessaire pour que limiter la
90      ! hauteur de neige, en kg / m2 / s      ! hauteur de neige, en kg / m2 / s
     REAL fqcalving(klon)  
91    
     ! Flux thermique utiliser pour fondre la neige  
92      REAL ffonte(klon)      REAL ffonte(klon)
93        ! Flux thermique utiliser pour fondre la neige
94    
95      REAL run_off_lic_0(klon)! runof glacier au pas de temps precedent      REAL run_off_lic_0(klon)! runof glacier au pas de temps precedent
96    
97      ! Local:      ! Local:
   
98      INTEGER knon      INTEGER knon
99      REAL evap(size(knindex)) ! (knon) evaporation au sol      REAL evap(size(knindex)) ! (knon) evaporation au sol
   
100      INTEGER i, k      INTEGER i, k
101      REAL zx_cq(klon, klev)      REAL, dimension(size(knindex), klev):: cq, dq, ch, dh ! (knon, klev)
102      REAL zx_dq(klon, klev)      REAL buf1(klon), buf2(klon)
103      REAL zx_ch(klon, klev)      REAL zx_coef(size(knindex), 2:klev) ! (knon, 2:klev)
104      REAL zx_dh(klon, klev)      REAL h(size(knindex), klev) ! (knon, klev) enthalpie potentielle
105      REAL zx_buf1(klon)      REAL local_q(size(knindex), klev) ! (knon, klev)
106      REAL zx_buf2(klon)  
107      REAL zx_coef(klon, klev)      REAL psref(size(knindex)) ! (knon)
108      REAL local_h(klon, klev) ! enthalpie potentielle      ! pression de reference pour temperature potentielle
109      REAL local_q(klon, klev)  
110      REAL psref(klon) ! pression de reference pour temperature potent.      REAL pkf(size(knindex), klev) ! (knon, klev)
     REAL zx_pkh(klon, klev), zx_pkf(klon, klev)  
   
     ! contre-gradient pour la vapeur d'eau: (kg / kg) / metre  
     REAL gamq(klon, 2:klev)  
     ! 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  
   
     real temp_air(klon), spechum(klon)  
     real petAcoef(klon), peqAcoef(klon)  
     real petBcoef(klon), peqBcoef(klon)  
     real p1lay(klon)  
111    
112        REAL gamt(size(knindex), 2:klev) ! (knon, 2:klev)
113        ! contre-gradient pour la chaleur sensible, en K m-1
114    
115        REAL gamah(size(knindex), 2:klev) ! (knon, 2:klev)
116      real tsurf_new(size(knindex)) ! (knon)      real tsurf_new(size(knindex)) ! (knon)
117      real zzpk      real zzpk
118    
# Line 127  contains Line 121  contains
121      knon = size(knindex)      knon = size(knindex)
122    
123      if (iflag_pbl == 1) then      if (iflag_pbl == 1) then
124         do k = 3, klev         gamt(:, 2) = - 2.5e-3
125            do i = 1, knon         gamt(:, 3:)= - 1e-3
              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  
126      else      else
127         do k = 2, klev         gamt = 0.
           do i = 1, knon  
              gamq(i, k) = 0.0  
              gamt(i, k) = 0.0  
           enddo  
        enddo  
128      endif      endif
129    
130      DO i = 1, knon      psref = paprs(:, 1) ! pression de reference est celle au sol
131         psref(i) = paprs(i, 1) !pression de reference est celle au sol      forall (k = 1:klev) pkf(:, k) = (psref / pplay(:, k))**RKAPPA
132      ENDDO      h = RCPD * t * pkf
     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  
133    
134      ! Convertir les coefficients en variables convenables au calcul:      ! Convertir les coefficients en variables convenables au calcul:
135        forall (k = 2:klev) zx_coef(:, k) = coef(:, k) * RG &
136      DO k = 2, klev           / (pplay(:, k - 1) - pplay(:, k)) &
137         DO i = 1, knon           * (paprs(:, k) * 2 / (t(:, k) + t(:, k - 1)) / RD)**2 * dtime * RG
           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  
138    
139      ! Preparer les flux lies aux contre-gardients      ! Preparer les flux lies aux contre-gardients
140        forall (k = 2:klev) gamah(:, k) = gamt(:, k) * (RD * (t(:, k - 1) &
141             + t(:, k)) / 2. / RG / paprs(:, k) * (pplay(:, k - 1) - pplay(:, k))) &
142             * RCPD * (psref(:) / paprs(:, k))**RKAPPA
143    
     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  
144      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
145         zx_buf1(i) = zx_coef(i, klev) + delp(i, klev)         buf1(i) = zx_coef(i, klev) + delp(i, klev)
146         zx_cq(i, klev) = (local_q(i, klev) * delp(i, klev) &         cq(i, klev) = q(i, klev) * delp(i, klev) / buf1(i)
147              - zx_coef(i, klev) * z_gamaq(i, klev)) / zx_buf1(i)         dq(i, klev) = zx_coef(i, klev) / buf1(i)
        zx_dq(i, klev) = zx_coef(i, klev) / zx_buf1(i)  
148    
149         zzpk=(pplay(i, klev) / psref(i))**RKAPPA         zzpk=(pplay(i, klev) / psref(i))**RKAPPA
150         zx_buf2(i) = zzpk * delp(i, klev) + zx_coef(i, klev)         buf2(i) = zzpk * delp(i, klev) + zx_coef(i, klev)
151         zx_ch(i, klev) = (local_h(i, klev) * zzpk * delp(i, klev) &         ch(i, klev) = (h(i, klev) * zzpk * delp(i, klev) &
152              - zx_coef(i, klev) * z_gamah(i, klev)) / zx_buf2(i)              - zx_coef(i, klev) * gamah(i, klev)) / buf2(i)
153         zx_dh(i, klev) = zx_coef(i, klev) / zx_buf2(i)         dh(i, klev) = zx_coef(i, klev) / buf2(i)
154      ENDDO      ENDDO
155    
156      DO k = klev - 1, 2, - 1      DO k = klev - 1, 2, - 1
157         DO i = 1, knon         DO i = 1, knon
158            zx_buf1(i) = delp(i, k) + zx_coef(i, k) &            buf1(i) = delp(i, k) + zx_coef(i, k) &
159                 + zx_coef(i, k + 1) * (1. - zx_dq(i, k + 1))                 + zx_coef(i, k + 1) * (1. - dq(i, k + 1))
160            zx_cq(i, k) = (local_q(i, k) * delp(i, k) &            cq(i, k) = (q(i, k) * delp(i, k) &
161                 + zx_coef(i, k + 1) * zx_cq(i, k + 1) &                 + zx_coef(i, k + 1) * cq(i, k + 1)) / buf1(i)
162                 + zx_coef(i, k + 1) * z_gamaq(i, k + 1) &            dq(i, k) = zx_coef(i, k) / buf1(i)
                - zx_coef(i, k) * z_gamaq(i, k)) / zx_buf1(i)  
           zx_dq(i, k) = zx_coef(i, k) / zx_buf1(i)  
163    
164            zzpk=(pplay(i, k) / psref(i))**RKAPPA            zzpk=(pplay(i, k) / psref(i))**RKAPPA
165            zx_buf2(i) = zzpk * delp(i, k) + zx_coef(i, k) &            buf2(i) = zzpk * delp(i, k) + zx_coef(i, k) &
166                 + zx_coef(i, k + 1) * (1. - zx_dh(i, k + 1))                 + zx_coef(i, k + 1) * (1. - dh(i, k + 1))
167            zx_ch(i, k) = (local_h(i, k) * zzpk * delp(i, k) &            ch(i, k) = (h(i, k) * zzpk * delp(i, k) &
168                 + zx_coef(i, k + 1) * zx_ch(i, k + 1) &                 + zx_coef(i, k + 1) * ch(i, k + 1) &
169                 + zx_coef(i, k + 1) * z_gamah(i, k + 1) &                 + zx_coef(i, k + 1) * gamah(i, k + 1) &
170                 - zx_coef(i, k) * z_gamah(i, k)) / zx_buf2(i)                 - zx_coef(i, k) * gamah(i, k)) / buf2(i)
171            zx_dh(i, k) = zx_coef(i, k) / zx_buf2(i)            dh(i, k) = zx_coef(i, k) / buf2(i)
172         ENDDO         ENDDO
173      ENDDO      ENDDO
174    
175      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
176         zx_buf1(i) = delp(i, 1) + zx_coef(i, 2) * (1. - zx_dq(i, 2))         buf1(i) = delp(i, 1) + zx_coef(i, 2) * (1. - dq(i, 2))
177         zx_cq(i, 1) = (local_q(i, 1) * delp(i, 1) &         cq(i, 1) = (q(i, 1) * delp(i, 1) &
178              + zx_coef(i, 2) * (z_gamaq(i, 2) + zx_cq(i, 2))) / zx_buf1(i)              + zx_coef(i, 2) * cq(i, 2)) / buf1(i)
179         zx_dq(i, 1) = - 1. * RG / zx_buf1(i)         dq(i, 1) = - 1. * RG / buf1(i)
180    
181         zzpk=(pplay(i, 1) / psref(i))**RKAPPA         zzpk=(pplay(i, 1) / psref(i))**RKAPPA
182         zx_buf2(i) = zzpk * delp(i, 1) + zx_coef(i, 2) * (1. - zx_dh(i, 2))         buf2(i) = zzpk * delp(i, 1) + zx_coef(i, 2) * (1. - dh(i, 2))
183         zx_ch(i, 1) = (local_h(i, 1) * zzpk * delp(i, 1) &         ch(i, 1) = (h(i, 1) * zzpk * delp(i, 1) &
184              + zx_coef(i, 2) * (z_gamah(i, 2) + zx_ch(i, 2))) / zx_buf2(i)              + zx_coef(i, 2) * (gamah(i, 2) + ch(i, 2))) / buf2(i)
185         zx_dh(i, 1) = - 1. * RG / zx_buf2(i)         dh(i, 1) = - 1. * RG / buf2(i)
186      ENDDO      ENDDO
187    
     ! Appel \`a interfsurf (appel g\'en\'erique) routine d'interface  
     ! avec la surface  
   
     ! Initialisation  
     petAcoef =0.  
     peqAcoef = 0.  
     petBcoef =0.  
     peqBcoef = 0.  
     p1lay =0.  
   
     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)  
     temp_air(1:knon) =t(1:knon, 1)  
     spechum(1:knon)=q(1:knon, 1)  
     p1lay(1:knon) = pplay(1:knon, 1)  
   
188      CALL interfsurf_hq(dtime, julien, rmu0, nisurf, knindex, debut, tsoil, &      CALL interfsurf_hq(dtime, julien, rmu0, nisurf, knindex, debut, tsoil, &
189           qsol, u1lay, v1lay, temp_air, spechum, tq_cdrag(:knon), petAcoef, peqAcoef, &           qsol, u1lay, v1lay, t(:, 1), q(:, 1), tq_cdrag(:knon), ch(:, 1), &
190           petBcoef, peqBcoef, precip_rain, precip_snow, rugos, rugoro, snow, &           cq(:, 1), dh(:, 1), dq(:, 1), precip_rain, precip_snow, rugos, &
191           qsurf, ts, p1lay, psref, radsol, evap, flux_t, fluxlat, dflux_l, &           rugoro, snow, qsurf, ts, pplay(:, 1), psref, radsol, evap, flux_t, &
192           dflux_s, tsurf_new, albedo, z0_new, pctsrf_new_sic, agesno, &           fluxlat, dflux_l, dflux_s, tsurf_new, albedo, z0_new, pctsrf_new_sic, &
193           fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)           agesno, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)
194    
195      flux_q = - evap      flux_q = - evap
196      d_ts = tsurf_new - ts      d_ts = tsurf_new - ts
197    
198      DO i = 1, knon      h(:, 1) = ch(:, 1) + dh(:, 1) * flux_t * dtime
199         local_h(i, 1) = zx_ch(i, 1) + zx_dh(i, 1) * flux_t(i) * dtime      local_q(:, 1) = cq(:, 1) + dq(:, 1) * flux_q * dtime
200         local_q(i, 1) = zx_cq(i, 1) + zx_dq(i, 1) * flux_q(i) * dtime  
     ENDDO  
201      DO k = 2, klev      DO k = 2, klev
202         DO i = 1, knon         h(:, k) = ch(:, k) + dh(:, k) * h(:, k - 1)
203            local_q(i, k) = zx_cq(i, k) + zx_dq(i, k) * local_q(i, k - 1)         local_q(:, k) = cq(:, k) + dq(:, k) * local_q(:, k - 1)
           local_h(i, k) = zx_ch(i, k) + zx_dh(i, k) * local_h(i, k - 1)  
        ENDDO  
204      ENDDO      ENDDO
205    
206      ! Calcul des tendances      d_t = h / pkf / RCPD - t
207      DO k = 1, klev      d_q = local_q - q
        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  
208    
209    END SUBROUTINE clqh    END SUBROUTINE clqh
210    
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