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revision 155 by guez, Wed Jul 8 17:03:45 2015 UTC revision 222 by guez, Tue Apr 25 15:31:48 2017 UTC
# Line 4  module clqh_m Line 4  module clqh_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE clqh(dtime, itime, jour, debut, rlat, knon, nisurf, knindex, &    SUBROUTINE clqh(dtime, julien, debut, nisurf, knindex, tsoil, qsol, rmu0, &
8         pctsrf, tsoil, qsol, rmu0, co2_ppm, rugos, rugoro, u1lay, v1lay, coef, &         rugos, rugoro, u1lay, v1lay, coef, t, q, ts, paprs, pplay, delp, &
9         t, q, ts, paprs, pplay, delp, radsol, albedo, snow, qsurf, &         radsol, albedo, snow, qsurf, precip_rain, precip_snow, fder, fluxlat, &
10         precip_rain, precip_snow, fder, swnet, fluxlat, pctsrf_new, agesno, &         pctsrf_new_sic, agesno, d_t, d_q, d_ts, z0_new, flux_t, flux_q, &
11         d_t, d_q, d_ts, z0_new, flux_t, flux_q, dflux_s, dflux_l, fqcalving, &         dflux_s, dflux_l, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)
        ffonte, run_off_lic_0, flux_o, flux_g)  
12    
13      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS)      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS)
14      ! Date: 1993/08/18      ! Date: 1993/08/18
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
     USE dimens_m, ONLY: iim, jjm  
18      USE dimphy, ONLY: klev, klon      USE dimphy, ONLY: klev, klon
     USE dimsoil, ONLY: nsoilmx  
     USE indicesol, ONLY: is_ter, nbsrf  
19      USE interfsurf_hq_m, ONLY: interfsurf_hq      USE interfsurf_hq_m, ONLY: interfsurf_hq
20      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, rg, rkappa      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, rg, rkappa
21    
22      REAL, intent(in):: dtime ! intervalle du temps (s)      REAL, intent(in):: dtime ! intervalle du temps (s)
23      integer, intent(in):: itime      integer, intent(in):: julien ! jour de l'annee en cours
     integer, intent(in):: jour ! jour de l'annee en cours  
24      logical, intent(in):: debut      logical, intent(in):: debut
25      real, intent(in):: rlat(klon)      integer, intent(in):: nisurf
     INTEGER, intent(in):: knon  
     integer nisurf  
26      integer, intent(in):: knindex(:) ! (knon)      integer, intent(in):: knindex(:) ! (knon)
27      real, intent(in):: pctsrf(klon, nbsrf)      REAL, intent(inout):: tsoil(:, :) ! (knon, nsoilmx)
     REAL tsoil(klon, nsoilmx)  
28    
29      REAL, intent(inout):: qsol(klon)      REAL, intent(inout):: qsol(klon)
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
     REAL, intent(in):: co2_ppm ! taux CO2 atmosphere  
33      real rugos(klon) ! rugosite      real rugos(klon) ! rugosite
34      REAL rugoro(klon)      REAL rugoro(klon)
35      REAL u1lay(klon) ! vitesse u de la 1ere couche (m / s)      REAL u1lay(klon) ! vitesse u de la 1ere couche (m / s)
# Line 51  contains Line 42  contains
42    
43      REAL t(klon, klev) ! temperature (K)      REAL t(klon, klev) ! temperature (K)
44      REAL q(klon, klev) ! humidite specifique (kg / kg)      REAL q(klon, klev) ! humidite specifique (kg / kg)
45      REAL, intent(in):: ts(klon) ! temperature du sol (K)      REAL, intent(in):: ts(:) ! (knon) temperature du sol (K)
46      REAL paprs(klon, klev+1) ! pression a inter-couche (Pa)      REAL paprs(klon, klev + 1) ! pression a inter-couche (Pa)
47      REAL pplay(klon, klev) ! pression au milieu de couche (Pa)      REAL pplay(klon, klev) ! pression au milieu de couche (Pa)
48      REAL delp(klon, klev) ! epaisseur de couche en pression (Pa)      REAL delp(klon, klev) ! epaisseur de couche en pression (Pa)
49      REAL radsol(klon) ! ray. net au sol (Solaire+IR) W / m2  
50        REAL, intent(inout):: radsol(:) ! (knon)
51        ! rayonnement net au sol (Solaire + IR) W / m2
52    
53      REAL, intent(inout):: albedo(:) ! (knon) albedo de la surface      REAL, intent(inout):: albedo(:) ! (knon) albedo de la surface
54      REAL snow(klon) ! hauteur de neige      REAL, intent(inout):: snow(:) ! (knon) ! hauteur de neige
55      REAL qsurf(klon) ! humidite de l'air au dessus de la surface      REAL qsurf(klon) ! humidite de l'air au dessus de la surface
56    
57      real, intent(in):: precip_rain(klon)      real, intent(in):: precip_rain(klon)
# Line 66  contains Line 60  contains
60      real, intent(in):: precip_snow(klon)      real, intent(in):: precip_snow(klon)
61      ! solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down      ! solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down
62    
63      real, intent(inout):: fder(klon)      real, intent(inout):: fder(:) ! (knon)
64      real swnet(klon)      real, intent(out):: fluxlat(:) ! (knon)
65      real fluxlat(klon)      real, intent(in):: pctsrf_new_sic(:) ! (klon)
66      real pctsrf_new(klon, nbsrf)      REAL, intent(inout):: agesno(:) ! (knon)
     REAL agesno(klon)  
67      REAL d_t(klon, klev) ! incrementation de "t"      REAL d_t(klon, klev) ! incrementation de "t"
68      REAL d_q(klon, klev) ! incrementation de "q"      REAL d_q(klon, klev) ! incrementation de "q"
69      REAL, intent(out):: d_ts(:) ! (knon) incrementation de "ts"      REAL, intent(out):: d_ts(:) ! (knon) variation of surface temperature
70      real z0_new(klon)      real z0_new(klon)
71      REAL flux_t(klon, klev) ! (diagnostic) flux de la chaleur  
72      ! sensible, flux de Cp*T, positif vers      REAL, intent(out):: flux_t(:) ! (knon)
73      ! le bas: j / (m**2 s) c.a.d.: W / m2      ! (diagnostic) flux de chaleur sensible (Cp T) à la surface,
74      REAL flux_q(klon, klev) ! flux de la vapeur d'eau:kg / (m**2 s)      ! positif vers le bas, W / m2
75      REAL dflux_s(klon) ! derivee du flux sensible dF / dTs  
76      REAL dflux_l(klon) ! derivee du flux latent dF / dTs      REAL, intent(out):: flux_q(:) ! (knon)
77        ! flux de la vapeur d'eau à la surface, en kg / (m**2 s)
78    
79        REAL dflux_s(:) ! (knon) derivee du flux sensible dF / dTs
80        REAL dflux_l(:) ! (knon) derivee du flux latent dF / dTs
81    
82      ! 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
83      ! hauteur de neige, en kg / m2 / s      ! hauteur de neige, en kg / m2 / s
# Line 91  contains Line 88  contains
88    
89      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
90    
     !IM "slab" ocean  
   
     REAL, intent(out):: flux_o(klon) ! flux entre l'ocean et l'atmosphere W / m2  
   
     REAL, intent(out):: flux_g(klon)  
     ! flux entre l'ocean et la glace de mer W / m2  
   
91      ! Local:      ! Local:
92    
93      REAL evap(klon) ! evaporation au sol      INTEGER knon
94        REAL evap(size(knindex)) ! (knon) evaporation au sol
95    
96      INTEGER i, k      INTEGER i, k
97      REAL zx_cq(klon, klev)      REAL zx_cq(klon, klev)
# Line 112  contains Line 103  contains
103      REAL zx_coef(klon, klev)      REAL zx_coef(klon, klev)
104      REAL local_h(klon, klev) ! enthalpie potentielle      REAL local_h(klon, klev) ! enthalpie potentielle
105      REAL local_q(klon, klev)      REAL local_q(klon, klev)
     REAL local_ts(klon)  
106      REAL psref(klon) ! pression de reference pour temperature potent.      REAL psref(klon) ! pression de reference pour temperature potent.
107      REAL zx_pkh(klon, klev), zx_pkf(klon, klev)      REAL zx_pkh(klon, klev), zx_pkf(klon, klev)
108    
# Line 123  contains Line 113  contains
113      REAL z_gamaq(klon, 2:klev), z_gamah(klon, 2:klev)      REAL z_gamaq(klon, 2:klev), z_gamah(klon, 2:klev)
114      REAL zdelz      REAL zdelz
115    
     real zlev1(klon)  
116      real temp_air(klon), spechum(klon)      real temp_air(klon), spechum(klon)
     real epot_air(klon), ccanopy(klon)  
117      real tq_cdrag(klon), petAcoef(klon), peqAcoef(klon)      real tq_cdrag(klon), petAcoef(klon), peqAcoef(klon)
118      real petBcoef(klon), peqBcoef(klon)      real petBcoef(klon), peqBcoef(klon)
     real swdown(klon)  
119      real p1lay(klon)      real p1lay(klon)
120    
121      real fluxsens(klon)      real tsurf_new(size(knindex)) ! (knon)
     real tsurf_new(knon)  
122      real zzpk      real zzpk
123    
124      !----------------------------------------------------------------      !----------------------------------------------------------------
125    
126        knon = size(knindex)
127    
128      if (iflag_pbl == 1) then      if (iflag_pbl == 1) then
129         do k = 3, klev         do k = 3, klev
130            do i = 1, knon            do i = 1, knon
# Line 159  contains Line 147  contains
147    
148      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
149         psref(i) = paprs(i, 1) !pression de reference est celle au sol         psref(i) = paprs(i, 1) !pression de reference est celle au sol
        local_ts(i) = ts(i)  
150      ENDDO      ENDDO
151      DO k = 1, klev      DO k = 1, klev
152         DO i = 1, knon         DO i = 1, knon
# Line 174  contains Line 161  contains
161    
162      DO k = 2, klev      DO k = 2, klev
163         DO i = 1, knon         DO i = 1, knon
164            zx_coef(i, k) = coef(i, k)*RG / (pplay(i, k - 1) - pplay(i, k)) &            zx_coef(i, k) = coef(i, k) * RG / (pplay(i, k - 1) - pplay(i, k)) &
165                 *(paprs(i, k)*2 / (t(i, k)+t(i, k - 1)) / RD)**2                 * (paprs(i, k) * 2 / (t(i, k) + t(i, k - 1)) / RD)**2
166            zx_coef(i, k) = zx_coef(i, k) * dtime*RG            zx_coef(i, k) = zx_coef(i, k) * dtime * RG
167         ENDDO         ENDDO
168      ENDDO      ENDDO
169    
# Line 184  contains Line 171  contains
171    
172      DO k = 2, klev      DO k = 2, klev
173         DO i = 1, knon         DO i = 1, knon
174            zdelz = RD * (t(i, k - 1)+t(i, k)) / 2.0 / RG / paprs(i, k) &            zdelz = RD * (t(i, k - 1) + t(i, k)) / 2.0 / RG / paprs(i, k) &
175                 *(pplay(i, k - 1) - pplay(i, k))                 * (pplay(i, k - 1) - pplay(i, k))
176            z_gamaq(i, k) = gamq(i, k) * zdelz            z_gamaq(i, k) = gamq(i, k) * zdelz
177            z_gamah(i, k) = gamt(i, k) * zdelz *RCPD * zx_pkh(i, k)            z_gamah(i, k) = gamt(i, k) * zdelz * RCPD * zx_pkh(i, k)
178         ENDDO         ENDDO
179      ENDDO      ENDDO
180      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
181         zx_buf1(i) = zx_coef(i, klev) + delp(i, klev)         zx_buf1(i) = zx_coef(i, klev) + delp(i, klev)
182         zx_cq(i, klev) = (local_q(i, klev)*delp(i, klev) &         zx_cq(i, klev) = (local_q(i, klev) * delp(i, klev) &
183              - zx_coef(i, klev)*z_gamaq(i, klev)) / zx_buf1(i)              - zx_coef(i, klev) * z_gamaq(i, klev)) / zx_buf1(i)
184         zx_dq(i, klev) = zx_coef(i, klev) / zx_buf1(i)         zx_dq(i, klev) = zx_coef(i, klev) / zx_buf1(i)
185    
186         zzpk=(pplay(i, klev) / psref(i))**RKAPPA         zzpk=(pplay(i, klev) / psref(i))**RKAPPA
187         zx_buf2(i) = zzpk*delp(i, klev) + zx_coef(i, klev)         zx_buf2(i) = zzpk * delp(i, klev) + zx_coef(i, klev)
188         zx_ch(i, klev) = (local_h(i, klev)*zzpk*delp(i, klev) &         zx_ch(i, klev) = (local_h(i, klev) * zzpk * delp(i, klev) &
189              - zx_coef(i, klev)*z_gamah(i, klev)) / zx_buf2(i)              - zx_coef(i, klev) * z_gamah(i, klev)) / zx_buf2(i)
190         zx_dh(i, klev) = zx_coef(i, klev) / zx_buf2(i)         zx_dh(i, klev) = zx_coef(i, klev) / zx_buf2(i)
191      ENDDO      ENDDO
192      DO k = klev - 1, 2, - 1      DO k = klev - 1, 2, - 1
193         DO i = 1, knon         DO i = 1, knon
194            zx_buf1(i) = delp(i, k)+zx_coef(i, k) &            zx_buf1(i) = delp(i, k) + zx_coef(i, k) &
195                 +zx_coef(i, k+1)*(1. - zx_dq(i, k+1))                 + zx_coef(i, k + 1) * (1. - zx_dq(i, k + 1))
196            zx_cq(i, k) = (local_q(i, k)*delp(i, k) &            zx_cq(i, k) = (local_q(i, k) * delp(i, k) &
197                 +zx_coef(i, k+1)*zx_cq(i, k+1) &                 + zx_coef(i, k + 1) * zx_cq(i, k + 1) &
198                 +zx_coef(i, k+1)*z_gamaq(i, k+1) &                 + zx_coef(i, k + 1) * z_gamaq(i, k + 1) &
199                 - zx_coef(i, k)*z_gamaq(i, k)) / zx_buf1(i)                 - zx_coef(i, k) * z_gamaq(i, k)) / zx_buf1(i)
200            zx_dq(i, k) = zx_coef(i, k) / zx_buf1(i)            zx_dq(i, k) = zx_coef(i, k) / zx_buf1(i)
201    
202            zzpk=(pplay(i, k) / psref(i))**RKAPPA            zzpk=(pplay(i, k) / psref(i))**RKAPPA
203            zx_buf2(i) = zzpk*delp(i, k)+zx_coef(i, k) &            zx_buf2(i) = zzpk * delp(i, k) + zx_coef(i, k) &
204                 +zx_coef(i, k+1)*(1. - zx_dh(i, k+1))                 + zx_coef(i, k + 1) * (1. - zx_dh(i, k + 1))
205            zx_ch(i, k) = (local_h(i, k)*zzpk*delp(i, k) &            zx_ch(i, k) = (local_h(i, k) * zzpk * delp(i, k) &
206                 +zx_coef(i, k+1)*zx_ch(i, k+1) &                 + zx_coef(i, k + 1) * zx_ch(i, k + 1) &
207                 +zx_coef(i, k+1)*z_gamah(i, k+1) &                 + zx_coef(i, k + 1) * z_gamah(i, k + 1) &
208                 - zx_coef(i, k)*z_gamah(i, k)) / zx_buf2(i)                 - zx_coef(i, k) * z_gamah(i, k)) / zx_buf2(i)
209            zx_dh(i, k) = zx_coef(i, k) / zx_buf2(i)            zx_dh(i, k) = zx_coef(i, k) / zx_buf2(i)
210         ENDDO         ENDDO
211      ENDDO      ENDDO
212    
213      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
214         zx_buf1(i) = delp(i, 1) + zx_coef(i, 2)*(1. - zx_dq(i, 2))         zx_buf1(i) = delp(i, 1) + zx_coef(i, 2) * (1. - zx_dq(i, 2))
215         zx_cq(i, 1) = (local_q(i, 1)*delp(i, 1) &         zx_cq(i, 1) = (local_q(i, 1) * delp(i, 1) &
216              +zx_coef(i, 2)*(z_gamaq(i, 2)+zx_cq(i, 2))) &              + zx_coef(i, 2) * (z_gamaq(i, 2) + zx_cq(i, 2))) / zx_buf1(i)
             / zx_buf1(i)  
217         zx_dq(i, 1) = - 1. * RG / zx_buf1(i)         zx_dq(i, 1) = - 1. * RG / zx_buf1(i)
218    
219         zzpk=(pplay(i, 1) / psref(i))**RKAPPA         zzpk=(pplay(i, 1) / psref(i))**RKAPPA
220         zx_buf2(i) = zzpk*delp(i, 1) + zx_coef(i, 2)*(1. - zx_dh(i, 2))         zx_buf2(i) = zzpk * delp(i, 1) + zx_coef(i, 2) * (1. - zx_dh(i, 2))
221         zx_ch(i, 1) = (local_h(i, 1)*zzpk*delp(i, 1) &         zx_ch(i, 1) = (local_h(i, 1) * zzpk * delp(i, 1) &
222              +zx_coef(i, 2)*(z_gamah(i, 2)+zx_ch(i, 2))) &              + zx_coef(i, 2) * (z_gamah(i, 2) + zx_ch(i, 2))) / zx_buf2(i)
             / zx_buf2(i)  
223         zx_dh(i, 1) = - 1. * RG / zx_buf2(i)         zx_dh(i, 1) = - 1. * RG / zx_buf2(i)
224      ENDDO      ENDDO
225    
226      ! Appel a interfsurf (appel generique) routine d'interface avec la surface      ! Appel \`a interfsurf (appel g\'en\'erique) routine d'interface
227        ! avec la surface
228    
229      ! initialisation      ! Initialisation
230      petAcoef =0.      petAcoef =0.
231      peqAcoef = 0.      peqAcoef = 0.
232      petBcoef =0.      petBcoef =0.
# Line 253  contains Line 239  contains
239      peqBcoef(1:knon) = zx_dq(1:knon, 1)      peqBcoef(1:knon) = zx_dq(1:knon, 1)
240      tq_cdrag(1:knon) =coef(:knon, 1)      tq_cdrag(1:knon) =coef(:knon, 1)
241      temp_air(1:knon) =t(1:knon, 1)      temp_air(1:knon) =t(1:knon, 1)
     epot_air(1:knon) =local_h(1:knon, 1)  
242      spechum(1:knon)=q(1:knon, 1)      spechum(1:knon)=q(1:knon, 1)
243      p1lay(1:knon) = pplay(1:knon, 1)      p1lay(1:knon) = pplay(1:knon, 1)
     zlev1(1:knon) = delp(1:knon, 1)  
244    
245      if(nisurf == is_ter) THEN      CALL interfsurf_hq(dtime, julien, rmu0, nisurf, knindex, debut, tsoil, &
246         swdown(:knon) = swnet(:knon) / (1 - albedo)           qsol, u1lay, v1lay, temp_air, spechum, tq_cdrag, petAcoef, peqAcoef, &
247      else           petBcoef, peqBcoef, precip_rain, precip_snow, fder, rugos, rugoro, &
248         swdown(:knon) = swnet(:knon)           snow, qsurf, ts, p1lay, psref, radsol, evap, flux_t, fluxlat, &
249      endif           dflux_l, dflux_s, tsurf_new, albedo, z0_new, pctsrf_new_sic, agesno, &
250      ccanopy = co2_ppm           fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)
251    
252      CALL interfsurf_hq(itime, dtime, jour, rmu0, nisurf, knon, knindex, &      flux_q = - evap
253           pctsrf, rlat, debut, nsoilmx, tsoil, qsol, u1lay, v1lay, temp_air, &      d_ts = tsurf_new - ts
          spechum, tq_cdrag, petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, &  
          precip_rain, precip_snow, fder, rugos, rugoro, snow, qsurf, &  
          ts(:knon), p1lay, psref, radsol, evap, fluxsens, fluxlat, dflux_l, &  
          dflux_s, tsurf_new, albedo, z0_new, pctsrf_new, agesno, fqcalving, &  
          ffonte, run_off_lic_0, flux_o, flux_g)  
   
     flux_t(:knon, 1) = fluxsens(:knon)  
     flux_q(:knon, 1) = - evap(:knon)  
     d_ts = tsurf_new - ts(:knon)  
254    
     !==== une fois on a zx_h_ts, on peut faire l'iteration ========  
255      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
256         local_h(i, 1) = zx_ch(i, 1) + zx_dh(i, 1)*flux_t(i, 1)*dtime         local_h(i, 1) = zx_ch(i, 1) + zx_dh(i, 1) * flux_t(i) * dtime
257         local_q(i, 1) = zx_cq(i, 1) + zx_dq(i, 1)*flux_q(i, 1)*dtime         local_q(i, 1) = zx_cq(i, 1) + zx_dq(i, 1) * flux_q(i) * dtime
258      ENDDO      ENDDO
259      DO k = 2, klev      DO k = 2, klev
260         DO i = 1, knon         DO i = 1, knon
261            local_q(i, k) = zx_cq(i, k) + zx_dq(i, k)*local_q(i, k - 1)            local_q(i, k) = zx_cq(i, k) + zx_dq(i, k) * local_q(i, k - 1)
262            local_h(i, k) = zx_ch(i, k) + zx_dh(i, k)*local_h(i, k - 1)            local_h(i, k) = zx_ch(i, k) + zx_dh(i, k) * local_h(i, k - 1)
        ENDDO  
     ENDDO  
   
     !== flux_q est le flux de vapeur d'eau: kg / (m**2 s) positive vers bas  
     !== 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)  
263         ENDDO         ENDDO
264      ENDDO      ENDDO
265    
266      ! Calcul tendances      ! Calcul des tendances
267      DO k = 1, klev      DO k = 1, klev
268         DO i = 1, knon         DO i = 1, knon
269            d_t(i, k) = local_h(i, k) / zx_pkf(i, k) / RCPD - t(i, k)            d_t(i, k) = local_h(i, k) / zx_pkf(i, k) / RCPD - t(i, k)
Legend:
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