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trunk/Sources/phylmd/clqh.f revision 223 by guez, Fri Apr 28 13:22:36 2017 UTC trunk/phylmd/Interface_surf/clqh.f revision 305 by guez, Tue Sep 11 11:08:38 2018 UTC
# Line 4  module clqh_m Line 4  module clqh_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE clqh(dtime, julien, debut, nisurf, knindex, tsoil, qsol, rmu0, &    SUBROUTINE clqh(julien, nisurf, knindex, tsoil, qsol, mu0, rugos, rugoro, &
8         rugos, rugoro, u1lay, v1lay, coef, t, q, ts, paprs, pplay, delp, &         u1lay, v1lay, coef, tq_cdrag, t, q, ts, paprs, pplay, delp, radsol, &
9         radsol, albedo, snow, qsurf, precip_rain, precip_snow, fluxlat, &         albedo, snow, qsurf, rain_fall, snow_fall, fluxlat, pctsrf_new_sic, &
10         pctsrf_new_sic, agesno, d_t, d_q, d_ts, z0_new, flux_t, flux_q, &         agesno, d_t, d_q, d_ts, z0_new, flux_t, flux_q, dflux_s, dflux_l, &
11         dflux_s, dflux_l, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)         fqcalving, ffonte, run_off_lic_0, run_off_lic)
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 climb_hq_down_m, only: climb_hq_down
18      USE dimphy, ONLY: klev, klon      use climb_hq_up_m, only: climb_hq_up
19        USE dimphy, ONLY: klev
20      USE interfsurf_hq_m, ONLY: interfsurf_hq      USE interfsurf_hq_m, ONLY: interfsurf_hq
21      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, rg, rkappa      USE suphec_m, ONLY: rkappa
22    
     REAL, intent(in):: dtime ! intervalle du temps (s)  
23      integer, intent(in):: julien ! jour de l'annee en cours      integer, intent(in):: julien ! jour de l'annee en cours
     logical, intent(in):: debut  
24      integer, intent(in):: nisurf      integer, intent(in):: nisurf
25      integer, intent(in):: knindex(:) ! (knon)      integer, intent(in):: knindex(:) ! (knon)
26      REAL, intent(inout):: tsoil(:, :) ! (knon, nsoilmx)      REAL, intent(inout):: tsoil(:, :) ! (knon, nsoilmx)
27    
28      REAL, intent(inout):: qsol(klon)      REAL, intent(inout):: qsol(:) ! (knon)
29      ! column-density of water in soil, in kg m-2      ! column-density of water in soil, in kg m-2
30    
31      real, intent(in):: rmu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal      real, intent(in):: mu0(:) ! (knon) cosinus de l'angle solaire zenithal
32      real rugos(klon) ! rugosite      real, intent(in):: rugos(:) ! (knon) rugosite
33      REAL rugoro(klon)      REAL, intent(in):: rugoro(:) ! (knon)
     REAL u1lay(klon) ! vitesse u de la 1ere couche (m / s)  
     REAL v1lay(klon) ! vitesse v de la 1ere couche (m / s)  
34    
35      REAL, intent(in):: coef(:, :) ! (knon, klev)      REAL, intent(in):: u1lay(:), v1lay(:) ! (knon)
36        ! vitesse de la 1ere couche (m / s)
37    
38        REAL, intent(in):: coef(:, 2:) ! (knon, 2:klev)
39      ! Le coefficient d'echange (m**2 / s) multiplie par le cisaillement      ! Le coefficient d'echange (m**2 / s) multiplie par le cisaillement
40      ! du vent (dV / dz). La premiere valeur indique la valeur de Cdrag      ! du vent (dV / dz)
41      ! (sans unite).  
42        REAL, intent(in):: tq_cdrag(:) ! (knon) sans unite
43    
44      REAL t(klon, klev) ! temperature (K)      REAL, intent(in):: t(:, :) ! (knon, klev) temperature (K)
45      REAL q(klon, klev) ! humidite specifique (kg / kg)      REAL, intent(in):: q(:, :) ! (knon, klev) humidite specifique (kg / kg)
46      REAL, intent(in):: ts(:) ! (knon) temperature du sol (K)      REAL, intent(in):: ts(:) ! (knon) temperature du sol (K)
     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)  
47    
48      REAL, intent(inout):: radsol(:) ! (knon)      REAL, intent(in):: paprs(:, :) ! (knon, klev + 1)
49        ! pression a inter-couche (Pa)
50    
51        REAL, intent(in):: pplay(:, :) ! (knon, klev)
52        ! pression au milieu de couche (Pa)
53    
54        REAL, intent(in):: delp(:, :) ! (knon, klev)
55        ! epaisseur de couche en pression (Pa)
56    
57        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
61      REAL, intent(inout):: snow(:) ! (knon) ! hauteur de neige      REAL, intent(inout):: snow(:) ! (knon) ! hauteur de neige
     REAL qsurf(klon) ! humidite de l'air au dessus de la surface  
62    
63      real, intent(in):: precip_rain(klon)      REAL, intent(out):: qsurf(:) ! (knon)
64        ! humidite de l'air au dessus de la surface
65    
66        real, intent(in):: rain_fall(:) ! (knon)
67      ! liquid water mass flux (kg / m2 / s), positive down      ! liquid water mass flux (kg / m2 / s), positive down
68    
69      real, intent(in):: precip_snow(klon)      real, intent(in):: snow_fall(:) ! (knon)
70      ! solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down      ! solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down
71    
72      real, intent(out):: fluxlat(:) ! (knon)      real, intent(out):: fluxlat(:) ! (knon)
73      real, intent(in):: pctsrf_new_sic(:) ! (klon)      real, intent(in):: pctsrf_new_sic(:) ! (knon)
74      REAL, intent(inout):: agesno(:) ! (knon)      REAL, intent(inout):: agesno(:) ! (knon)
75      REAL d_t(klon, klev) ! incrementation de "t"      REAL, intent(out):: d_t(:, :) ! (knon, klev) incrementation de "t"
76      REAL d_q(klon, klev) ! incrementation de "q"      REAL, intent(out):: d_q(:, :) ! (knon, klev) incrementation de "q"
77      REAL, intent(out):: d_ts(:) ! (knon) variation of surface temperature      REAL, intent(out):: d_ts(:) ! (knon) variation of surface temperature
78      real z0_new(klon)      real, intent(out):: z0_new(:) ! (knon)
79    
80      REAL, intent(out):: flux_t(:) ! (knon)      REAL, intent(out):: flux_t(:) ! (knon)
81      ! (diagnostic) flux de chaleur sensible (Cp T) à la surface,      ! (diagnostic) flux de chaleur sensible (Cp T) à la surface,
# Line 75  contains Line 84  contains
84      REAL, intent(out):: flux_q(:) ! (knon)      REAL, intent(out):: flux_q(:) ! (knon)
85      ! flux de la vapeur d'eau à la surface, en kg / (m**2 s)      ! flux de la vapeur d'eau à la surface, en kg / (m**2 s)
86    
87      REAL dflux_s(:) ! (knon) derivee du flux sensible dF / dTs      REAL, intent(out):: dflux_s(:) ! (knon) derivee du flux sensible dF / dTs
88      REAL dflux_l(:) ! (knon) derivee du flux latent dF / dTs      REAL, intent(out):: dflux_l(:) ! (knon) derivee du flux latent dF / dTs
89    
90        REAL, intent(out):: fqcalving(:) ! (knon)
91      ! 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
92      ! hauteur de neige, en kg / m2 / s      ! hauteur de neige, en kg / m2 / s
     REAL fqcalving(klon)  
93    
94      ! Flux thermique utiliser pour fondre la neige      REAL, intent(out):: ffonte(:) ! (knon)
95      REAL ffonte(klon)      ! flux thermique utilis\'e pour fondre la neige
96        
97        REAL, intent(inout):: run_off_lic_0(:) ! (knon)
98        ! run-off glacier au pas de temps precedent
99    
100      REAL run_off_lic_0(klon)! runof glacier au pas de temps precedent      REAL, intent(OUT):: run_off_lic(:) ! (knon) ruissellement total
101    
102      ! Local:      ! Local:
103    
104      INTEGER knon      INTEGER k
105      REAL evap(size(knindex)) ! (knon) evaporation au sol      REAL evap(size(knindex)) ! (knon) evaporation au sol
106        REAL, dimension(size(knindex), klev):: cq, dq, ch, dh ! (knon, klev)
107      INTEGER i, k      REAL pkf(size(knindex), klev) ! (knon, klev)
     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 psref(klon) ! pression de reference pour temperature potent.  
     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 tq_cdrag(klon), petAcoef(klon), peqAcoef(klon)  
     real petBcoef(klon), peqBcoef(klon)  
     real p1lay(klon)  
   
108      real tsurf_new(size(knindex)) ! (knon)      real tsurf_new(size(knindex)) ! (knon)
     real zzpk  
109    
110      !----------------------------------------------------------------      !----------------------------------------------------------------
111    
112      knon = size(knindex)      forall (k = 1:klev) pkf(:, k) = (paprs(:, 1) / pplay(:, k))**RKAPPA
113        ! (La pression de r\'ef\'erence est celle au sol.)
114    
115      if (iflag_pbl == 1) then      call climb_hq_down(pkf, cq, dq, ch, dh, paprs, pplay, t, coef, delp, q)
116         do k = 3, klev      CALL interfsurf_hq(julien, mu0, nisurf, knindex, tsoil, qsol, u1lay, &
117            do i = 1, knon           v1lay, t(:, 1), q(:, 1), tq_cdrag, ch(:, 1), cq(:, 1), dh(:, 1), &
118               gamq(i, k)= 0.0           dq(:, 1), rain_fall, snow_fall, rugos, rugoro, snow, qsurf, ts, &
119               gamt(i, k)= - 1.0e-03           pplay(:, 1), paprs(:, 1), radsol, evap, flux_t, fluxlat, dflux_l, &
           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  
     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  
   
     ! Convertir les coefficients en variables convenables au calcul:  
   
     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  
   
     ! Preparer les flux lies aux contre-gardients  
   
     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)  
   
        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)  
   
           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  
   
     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)  
   
        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  
   
     ! 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)  
     tq_cdrag(1:knon) =coef(:knon, 1)  
     temp_air(1:knon) =t(1:knon, 1)  
     spechum(1:knon)=q(1:knon, 1)  
     p1lay(1:knon) = pplay(1:knon, 1)  
   
     CALL interfsurf_hq(dtime, julien, rmu0, nisurf, knindex, debut, tsoil, &  
          qsol, u1lay, v1lay, temp_air, spechum, tq_cdrag, petAcoef, peqAcoef, &  
          petBcoef, peqBcoef, precip_rain, precip_snow, rugos, rugoro, snow, &  
          qsurf, ts, p1lay, psref, radsol, evap, flux_t, fluxlat, dflux_l, &  
120           dflux_s, tsurf_new, albedo, z0_new, pctsrf_new_sic, agesno, &           dflux_s, tsurf_new, albedo, z0_new, pctsrf_new_sic, agesno, &
121           fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)           fqcalving, ffonte, run_off_lic_0, run_off_lic)
   
122      flux_q = - evap      flux_q = - evap
123      d_ts = tsurf_new - ts      d_ts = tsurf_new - ts
124        call climb_hq_up(d_t, d_q, cq, dq, ch, dh, flux_t, flux_q, pkf, t, q)
     DO i = 1, knon  
        local_h(i, 1) = zx_ch(i, 1) + zx_dh(i, 1) * flux_t(i) * dtime  
        local_q(i, 1) = zx_cq(i, 1) + zx_dq(i, 1) * flux_q(i) * 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  
   
     ! Calcul des 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  
125    
126    END SUBROUTINE clqh    END SUBROUTINE clqh
127    
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