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Revision 116 - (hide annotations)
Thu Dec 4 16:35:03 2014 UTC (9 years, 5 months ago) by guez
File size: 16339 byte(s)
In test_disvert, write output files before testing order of pressure
values, so we have more information if there is a problem.

1 guez 54 module interfsurf_hq_m
2    
3     implicit none
4    
5     contains
6    
7 guez 104 SUBROUTINE interfsurf_hq(itime, dtime, jour, rmu0, nisurf, knon, knindex, &
8     pctsrf, rlat, debut, nsoilmx, tsoil, qsol, u1_lay, v1_lay, temp_air, &
9     spechum, tq_cdrag, petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, &
10     precip_rain, precip_snow, fder, rugos, rugoro, snow, qsurf, tsurf, &
11     p1lay, ps, radsol, evap, fluxsens, fluxlat, dflux_l, dflux_s, &
12     tsurf_new, alb_new, alblw, z0_new, pctsrf_new, agesno, fqcalving, &
13     ffonte, run_off_lic_0, flux_o, flux_g)
14 guez 54
15     ! Cette routine sert d'aiguillage entre l'atmosphère et la surface
16     ! en général (sols continentaux, océans, glaces) pour les flux de
17 guez 98 ! chaleur et d'humidité.
18 guez 54
19 guez 104 ! Laurent Fairhead, February 2000
20 guez 54
21 guez 72 USE abort_gcm_m, ONLY: abort_gcm
22     USE albsno_m, ONLY: albsno
23 guez 101 use calbeta_m, only: calbeta
24 guez 72 USE calcul_fluxs_m, ONLY: calcul_fluxs
25 guez 101 use clesphys2, only: soil_model
26 guez 98 USE dimphy, ONLY: klon
27 guez 72 USE fonte_neige_m, ONLY: fonte_neige
28     USE indicesol, ONLY: epsfra, is_lic, is_oce, is_sic, is_ter, nbsrf
29 guez 101 USE interface_surf, ONLY: run_off, run_off_lic, conf_interface
30 guez 72 USE interfoce_lim_m, ONLY: interfoce_lim
31     USE interfsur_lim_m, ONLY: interfsur_lim
32 guez 101 use soil_m, only: soil
33 guez 72 USE suphec_m, ONLY: rcpd, rlstt, rlvtt, rtt
34 guez 54
35 guez 99 integer, intent(IN):: itime ! numero du pas de temps
36     real, intent(IN):: dtime ! pas de temps de la physique (en s)
37     integer, intent(IN):: jour ! jour dans l'annee en cours
38     real, intent(IN):: rmu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal
39 guez 101 integer, intent(IN):: nisurf ! index de la surface a traiter
40     integer, intent(IN):: knon ! nombre de points de la surface a traiter
41    
42 guez 106 integer, intent(in):: knindex(:) ! (knon)
43 guez 101 ! index des points de la surface a traiter
44    
45 guez 99 real, intent(IN):: pctsrf(klon, nbsrf)
46 guez 101 ! tableau des pourcentages de surface de chaque maille
47    
48     real, intent(IN):: rlat(klon) ! latitudes
49    
50     logical, intent(IN):: debut ! 1er appel a la physique
51 guez 54 ! (si false calcul simplifie des fluxs sur les continents)
52 guez 101
53     integer, intent(in):: nsoilmx
54     REAL tsoil(klon, nsoilmx)
55    
56     REAL, intent(INOUT):: qsol(klon)
57     ! column-density of water in soil, in kg m-2
58    
59 guez 99 real, dimension(klon), intent(IN):: u1_lay, v1_lay
60 guez 54 ! u1_lay vitesse u 1ere couche
61     ! v1_lay vitesse v 1ere couche
62 guez 99 real, dimension(klon), intent(IN):: temp_air, spechum
63 guez 54 ! temp_air temperature de l'air 1ere couche
64     ! spechum humidite specifique 1ere couche
65 guez 99 real, dimension(klon), intent(INOUT):: tq_cdrag
66 guez 54 ! tq_cdrag cdrag
67 guez 99 real, dimension(klon), intent(IN):: petAcoef, peqAcoef
68 guez 54 ! petAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour t
69     ! peqAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour q
70 guez 99 real, dimension(klon), intent(IN):: petBcoef, peqBcoef
71 guez 54 ! petBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour t
72     ! peqBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour q
73 guez 101
74     real, intent(IN):: precip_rain(klon)
75     ! precipitation, liquid water mass flux (kg/m2/s), positive down
76    
77     real, intent(IN):: precip_snow(klon)
78     ! precipitation, solid water mass flux (kg/m2/s), positive down
79    
80 guez 99 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(INOUT):: fder
81     ! fder derivee des flux (pour le couplage)
82     real, dimension(klon), intent(IN):: rugos, rugoro
83     ! rugos rugosite
84     ! rugoro rugosite orographique
85 guez 101 real, intent(INOUT):: snow(klon), qsurf(klon)
86 guez 104 real, intent(IN):: tsurf(:) ! (knon) température de surface
87     real, dimension(klon), intent(IN):: p1lay
88 guez 54 ! p1lay pression 1er niveau (milieu de couche)
89 guez 99 real, dimension(klon), intent(IN):: ps
90 guez 54 ! ps pression au sol
91 guez 99 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(INOUT):: radsol
92 guez 54 ! radsol rayonnement net aus sol (LW + SW)
93 guez 106 real, intent(INOUT):: evap(klon) ! evaporation totale
94 guez 99 real, dimension(klon), intent(OUT):: fluxsens, fluxlat
95 guez 54 ! fluxsens flux de chaleur sensible
96     ! fluxlat flux de chaleur latente
97 guez 99 real, dimension(klon), intent(OUT):: dflux_l, dflux_s
98 guez 104 real, intent(OUT):: tsurf_new(knon) ! température au sol
99     real, intent(OUT):: alb_new(klon) ! albedo
100 guez 54 real, dimension(klon), intent(OUT):: alblw
101 guez 72 real, dimension(klon), intent(OUT):: z0_new
102 guez 99 ! z0_new surface roughness
103 guez 72 real, dimension(klon, nbsrf), intent(OUT):: pctsrf_new
104 guez 99 ! pctsrf_new nouvelle repartition des surfaces
105 guez 54 real, dimension(klon), intent(INOUT):: agesno
106    
107     ! Flux d'eau "perdue" par la surface et nécessaire pour que limiter la
108     ! hauteur de neige, en kg/m2/s
109     !jld a rajouter real, dimension(klon), intent(INOUT):: fqcalving
110     real, dimension(klon), intent(INOUT):: fqcalving
111 guez 99
112     ! Flux thermique utiliser pour fondre la neige
113     !jld a rajouter real, dimension(klon), intent(INOUT):: ffonte
114     real, dimension(klon), intent(INOUT):: ffonte
115    
116     real, dimension(klon), intent(INOUT):: run_off_lic_0
117     ! run_off_lic_0 runoff glacier du pas de temps precedent
118    
119     !IM: "slab" ocean
120     real, dimension(klon), intent(OUT):: flux_o, flux_g
121    
122     ! Local:
123    
124     REAL, dimension(klon):: soilcap
125     REAL, dimension(klon):: soilflux
126    
127     !IM: "slab" ocean
128 guez 72 real, parameter:: t_grnd=271.35
129     real, dimension(klon):: zx_sl
130 guez 54 integer i
131    
132 guez 72 character (len = 20), save:: modname = 'interfsurf_hq'
133     character (len = 80):: abort_message
134     logical, save:: first_call = .true.
135     integer:: ii
136 guez 54 real, dimension(klon):: cal, beta, dif_grnd, capsol
137 guez 101 real, parameter:: calice=1.0/(5.1444e6 * 0.15), tau_gl=86400.*5.
138     real, parameter:: calsno=1./(2.3867e6 * 0.15)
139 guez 104 real tsurf_temp(knon)
140 guez 54 real, dimension(klon):: alb_neig, alb_eau
141     real, DIMENSION(klon):: zfra
142 guez 72 INTEGER, dimension(1):: iloc
143 guez 54 real, dimension(klon):: fder_prev
144    
145     !-------------------------------------------------------------
146    
147     ! On doit commencer par appeler les schemas de surfaces continentales
148     ! car l'ocean a besoin du ruissellement qui est y calcule
149    
150     if (first_call) then
151 guez 72 call conf_interface
152 guez 54 if (nisurf /= is_ter .and. klon > 1) then
153 guez 101 print *, ' Warning:'
154     print *, ' nisurf = ', nisurf, ' /= is_ter = ', is_ter
155     print *, 'or on doit commencer par les surfaces continentales'
156 guez 54 abort_message='voir ci-dessus'
157     call abort_gcm(modname, abort_message, 1)
158     endif
159 guez 101 if (is_oce > is_sic) then
160     print *, 'Warning:'
161     print *, ' Pour des raisons de sequencement dans le code'
162     print *, ' l''ocean doit etre traite avant la banquise'
163     print *, ' or is_oce = ', is_oce, '> is_sic = ', is_sic
164 guez 54 abort_message='voir ci-dessus'
165     call abort_gcm(modname, abort_message, 1)
166     endif
167     endif
168     first_call = .false.
169    
170     ! Initialisations diverses
171    
172     ffonte(1:knon)=0.
173     fqcalving(1:knon)=0.
174     cal = 999999.
175     beta = 999999.
176     dif_grnd = 999999.
177     capsol = 999999.
178     alb_new = 999999.
179     z0_new = 999999.
180     alb_neig = 999999.
181     tsurf_new = 999999.
182     alblw = 999999.
183    
184     !IM: "slab" ocean; initialisations
185     flux_o = 0.
186     flux_g = 0.
187    
188     ! Aiguillage vers les differents schemas de surface
189    
190 guez 104 select case (nisurf)
191     case (is_ter)
192 guez 54 ! Surface "terre" appel a l'interface avec les sols continentaux
193    
194     ! allocation du run-off
195 guez 101 if (.not. allocated(run_off)) then
196     allocate(run_off(knon))
197     run_off = 0.
198     else if (size(run_off) /= knon) then
199     print *, 'Bizarre, le nombre de points continentaux'
200     print *, 'a change entre deux appels. J''arrete '
201 guez 54 abort_message='voir ci-dessus'
202     call abort_gcm(modname, abort_message, 1)
203     endif
204    
205     ! Calcul age de la neige
206    
207 guez 99 ! calcul albedo: lecture albedo fichier boundary conditions
208     ! puis ajout albedo neige
209 guez 106 call interfsur_lim(itime, dtime, jour, nisurf, knindex, debut, &
210     alb_new, z0_new)
211 guez 54
212 guez 99 ! calcul snow et qsurf, hydrol adapté
213 guez 101 CALL calbeta(nisurf, snow(:knon), qsol(:knon), beta(:knon), &
214     capsol(:knon), dif_grnd(:knon))
215 guez 54
216 guez 99 IF (soil_model) THEN
217 guez 101 CALL soil(dtime, nisurf, knon, snow, tsurf, tsoil, soilcap, soilflux)
218 guez 99 cal(1:knon) = RCPD / soilcap(1:knon)
219 guez 104 radsol(1:knon) = radsol(1:knon) + soilflux(:knon)
220 guez 99 ELSE
221     cal = RCPD * capsol
222     ENDIF
223 guez 116 CALL calcul_fluxs(nisurf, dtime, tsurf, p1lay(:knon), cal(:knon), &
224     beta(:knon), tq_cdrag(:knon), ps(:knon), qsurf(:knon), &
225     radsol(:knon), dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), spechum(:knon), &
226     u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), &
227     petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap(:knon), &
228     fluxlat(:knon), fluxsens(:knon), dflux_s(:knon), dflux_l(:knon))
229 guez 54
230 guez 104 CALL fonte_neige(nisurf, dtime, tsurf, p1lay(:knon), beta(:knon), &
231 guez 116 tq_cdrag(:knon), ps(:knon), precip_rain(:knon), &
232     precip_snow(:knon), snow(:knon), qsol(:knon), temp_air(:knon), &
233     spechum(:knon), u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), &
234     peqAcoef(:knon), petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, &
235     evap(:knon), fqcalving(:knon), ffonte(:knon), run_off_lic_0(:knon))
236 guez 54
237 guez 99 call albsno(klon, knon, dtime, agesno, alb_neig, precip_snow)
238 guez 104 where (snow(1 : knon) < 0.0001) agesno(1 : knon) = 0.
239 guez 101 zfra(1:knon) = max(0.0, min(1.0, snow(1:knon)/(snow(1:knon) + 10.0)))
240 guez 99 alb_new(1 : knon) = alb_neig(1 : knon) *zfra(1:knon) + &
241     alb_new(1 : knon)*(1.0-zfra(1:knon))
242 guez 101 z0_new = sqrt(z0_new**2 + rugoro**2)
243 guez 99 alblw(1 : knon) = alb_new(1 : knon)
244 guez 54
245     ! Remplissage des pourcentages de surface
246     pctsrf_new(:, nisurf) = pctsrf(:, nisurf)
247 guez 104 case (is_oce)
248     ! Surface "ocean" appel à l'interface avec l'océan
249 guez 99 ! lecture conditions limites
250 guez 106 call interfoce_lim(itime, dtime, jour, knindex, debut, tsurf_temp, &
251     pctsrf_new)
252 guez 54
253     cal = 0.
254     beta = 1.
255     dif_grnd = 0.
256     alb_neig = 0.
257     agesno = 0.
258 guez 104 call calcul_fluxs(nisurf, dtime, tsurf_temp, p1lay(:knon), &
259     cal(:knon), beta(:knon), tq_cdrag(:knon), ps(:knon), &
260     qsurf(:knon), radsol(:knon), dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), &
261     spechum(:knon), u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), &
262     peqAcoef(:knon), petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), &
263     tsurf_new, evap(:knon), fluxlat(:knon), fluxsens(:knon), &
264     dflux_s(:knon), dflux_l(:knon))
265 guez 54 fder_prev = fder
266     fder = fder_prev + dflux_s + dflux_l
267     iloc = maxloc(fder(1:klon))
268    
269     !IM: flux ocean-atmosphere utile pour le "slab" ocean
270     DO i=1, knon
271     zx_sl(i) = RLVTT
272 guez 104 if (tsurf_new(i) < RTT) zx_sl(i) = RLSTT
273 guez 54 flux_o(i) = fluxsens(i)-evap(i)*zx_sl(i)
274     ENDDO
275    
276     ! calcul albedo
277 guez 101 if (minval(rmu0) == maxval(rmu0) .and. minval(rmu0) == -999.999) then
278 guez 54 CALL alboc(FLOAT(jour), rlat, alb_eau)
279     else ! cycle diurne
280     CALL alboc_cd(rmu0, alb_eau)
281     endif
282     DO ii =1, knon
283     alb_new(ii) = alb_eau(knindex(ii))
284     enddo
285    
286     z0_new = sqrt(rugos**2 + rugoro**2)
287     alblw(1:knon) = alb_new(1:knon)
288 guez 104 case (is_sic)
289 guez 54 ! Surface "glace de mer" appel a l'interface avec l'ocean
290    
291 guez 99 ! ! lecture conditions limites
292 guez 106 CALL interfoce_lim(itime, dtime, jour, knindex, debut, tsurf_new, &
293     pctsrf_new)
294 guez 54
295 guez 99 DO ii = 1, knon
296     tsurf_new(ii) = tsurf(ii)
297     IF (pctsrf_new(knindex(ii), nisurf) < EPSFRA) then
298     snow(ii) = 0.0
299     tsurf_new(ii) = RTT - 1.8
300     IF (soil_model) tsoil(ii, :) = RTT -1.8
301     endif
302     enddo
303 guez 54
304 guez 101 CALL calbeta(nisurf, snow(:knon), qsol(:knon), beta(:knon), &
305     capsol(:knon), dif_grnd(:knon))
306 guez 54
307 guez 99 IF (soil_model) THEN
308     CALL soil(dtime, nisurf, knon, snow, tsurf_new, tsoil, soilcap, &
309     soilflux)
310     cal(1:knon) = RCPD / soilcap(1:knon)
311     radsol(1:knon) = radsol(1:knon) + soilflux(1:knon)
312     dif_grnd = 0.
313 guez 54 ELSE
314 guez 99 dif_grnd = 1.0 / tau_gl
315     cal = RCPD * calice
316     WHERE (snow > 0.0) cal = RCPD * calsno
317 guez 54 ENDIF
318 guez 99 tsurf_temp = tsurf_new
319     beta = 1.0
320 guez 54
321 guez 104 CALL calcul_fluxs(nisurf, dtime, tsurf_temp, p1lay(:knon), cal(:knon), &
322     beta(:knon), tq_cdrag(:knon), ps(:knon), qsurf(:knon), &
323 guez 116 radsol(:knon), dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), spechum(:knon), &
324     u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), &
325     petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap(:knon), &
326     fluxlat(:knon), fluxsens(:knon), dflux_s(:knon), dflux_l(:knon))
327 guez 54
328     !IM: flux entre l'ocean et la glace de mer pour le "slab" ocean
329     DO i = 1, knon
330     flux_g(i) = 0.0
331 guez 101 IF (cal(i) > 1e-15) flux_g(i) = (tsurf_new(i) - t_grnd) &
332     * dif_grnd(i) * RCPD / cal(i)
333 guez 54 ENDDO
334    
335 guez 104 CALL fonte_neige(nisurf, dtime, tsurf_temp, p1lay(:knon), beta(:knon), &
336 guez 116 tq_cdrag(:knon), ps(:knon), precip_rain(:knon), &
337     precip_snow(:knon), snow(:knon), qsol(:knon), temp_air(:knon), &
338     spechum(:knon), u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), &
339     peqAcoef(:knon), petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, &
340     evap(:knon), fqcalving(:knon), ffonte(:knon), run_off_lic_0(:knon))
341 guez 54
342     ! calcul albedo
343    
344     CALL albsno(klon, knon, dtime, agesno, alb_neig, precip_snow)
345 guez 104 WHERE (snow(1 : knon) < 0.0001) agesno(1 : knon) = 0.
346 guez 101 zfra(1:knon) = MAX(0.0, MIN(1.0, snow(1:knon)/(snow(1:knon) + 10.0)))
347 guez 54 alb_new(1 : knon) = alb_neig(1 : knon) *zfra(1:knon) + &
348     0.6 * (1.0-zfra(1:knon))
349    
350     fder_prev = fder
351     fder = fder_prev + dflux_s + dflux_l
352    
353     iloc = maxloc(fder(1:klon))
354    
355     ! 2eme appel a interfoce pour le cumul et le passage des flux a l'ocean
356    
357     z0_new = 0.002
358 guez 101 z0_new = SQRT(z0_new**2 + rugoro**2)
359 guez 54 alblw(1:knon) = alb_new(1:knon)
360    
361 guez 104 case (is_lic)
362 guez 54 if (.not. allocated(run_off_lic)) then
363 guez 101 allocate(run_off_lic(knon))
364 guez 54 run_off_lic = 0.
365     endif
366    
367     ! Surface "glacier continentaux" appel a l'interface avec le sol
368    
369     IF (soil_model) THEN
370     CALL soil(dtime, nisurf, knon, snow, tsurf, tsoil, soilcap, soilflux)
371     cal(1:knon) = RCPD / soilcap(1:knon)
372     radsol(1:knon) = radsol(1:knon) + soilflux(1:knon)
373     ELSE
374     cal = RCPD * calice
375     WHERE (snow > 0.0) cal = RCPD * calsno
376     ENDIF
377     beta = 1.0
378     dif_grnd = 0.0
379    
380 guez 116 call calcul_fluxs(nisurf, dtime, tsurf, p1lay(:knon), cal(:knon), &
381     beta(:knon), tq_cdrag(:knon), ps(:knon), qsurf(:knon), &
382     radsol(:knon), dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), spechum(:knon), &
383     u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), &
384     petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap(:knon), &
385     fluxlat(:knon), fluxsens(:knon), dflux_s(:knon), dflux_l(:knon))
386 guez 54
387 guez 104 call fonte_neige(nisurf, dtime, tsurf, p1lay(:knon), beta(:knon), &
388 guez 116 tq_cdrag(:knon), ps(:knon), precip_rain(:knon), &
389     precip_snow(:knon), snow(:knon), qsol(:knon), temp_air(:knon), &
390     spechum(:knon), u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), &
391     peqAcoef(:knon), petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, &
392     evap(:knon), fqcalving(:knon), ffonte(:knon), run_off_lic_0(:knon))
393 guez 54
394     ! calcul albedo
395     CALL albsno(klon, knon, dtime, agesno, alb_neig, precip_snow)
396 guez 104 WHERE (snow(1 : knon) < 0.0001) agesno(1 : knon) = 0.
397 guez 101 zfra(1:knon) = MAX(0.0, MIN(1.0, snow(1:knon)/(snow(1:knon) + 10.0)))
398 guez 54 alb_new(1 : knon) = alb_neig(1 : knon)*zfra(1:knon) + &
399     0.6 * (1.0-zfra(1:knon))
400    
401     !IM: plusieurs choix/tests sur l'albedo des "glaciers continentaux"
402     !IM: KstaTER0.77 & LMD_ARMIP6
403     alb_new(1 : knon) = 0.77
404    
405     ! Rugosite
406     z0_new = rugoro
407    
408     ! Remplissage des pourcentages de surface
409     pctsrf_new(:, nisurf) = pctsrf(:, nisurf)
410    
411     alblw(1:knon) = alb_new(1:knon)
412 guez 104 case default
413 guez 101 print *, 'Index surface = ', nisurf
414 guez 54 abort_message = 'Index surface non valable'
415     call abort_gcm(modname, abort_message, 1)
416 guez 104 end select
417 guez 54
418     END SUBROUTINE interfsurf_hq
419    
420     end module interfsurf_hq_m

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