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Wed Apr 29 15:47:56 2015 UTC (9 years ago) by guez
Original Path: trunk/Sources/phylmd/Interface_surf/interfsurf_hq.f
File size: 16361 byte(s)
Sources inside, compilation outside.
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 guez 125 use alboc_m, only: alboc
23 guez 72 USE albsno_m, ONLY: albsno
24 guez 101 use calbeta_m, only: calbeta
25 guez 72 USE calcul_fluxs_m, ONLY: calcul_fluxs
26 guez 101 use clesphys2, only: soil_model
27 guez 98 USE dimphy, ONLY: klon
28 guez 72 USE fonte_neige_m, ONLY: fonte_neige
29     USE indicesol, ONLY: epsfra, is_lic, is_oce, is_sic, is_ter, nbsrf
30 guez 101 USE interface_surf, ONLY: run_off, run_off_lic, conf_interface
31 guez 72 USE interfoce_lim_m, ONLY: interfoce_lim
32     USE interfsur_lim_m, ONLY: interfsur_lim
33 guez 101 use soil_m, only: soil
34 guez 72 USE suphec_m, ONLY: rcpd, rlstt, rlvtt, rtt
35 guez 54
36 guez 99 integer, intent(IN):: itime ! numero du pas de temps
37     real, intent(IN):: dtime ! pas de temps de la physique (en s)
38     integer, intent(IN):: jour ! jour dans l'annee en cours
39     real, intent(IN):: rmu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal
40 guez 101 integer, intent(IN):: nisurf ! index de la surface a traiter
41     integer, intent(IN):: knon ! nombre de points de la surface a traiter
42    
43 guez 106 integer, intent(in):: knindex(:) ! (knon)
44 guez 101 ! index des points de la surface a traiter
45    
46 guez 99 real, intent(IN):: pctsrf(klon, nbsrf)
47 guez 101 ! tableau des pourcentages de surface de chaque maille
48    
49     real, intent(IN):: rlat(klon) ! latitudes
50    
51     logical, intent(IN):: debut ! 1er appel a la physique
52 guez 54 ! (si false calcul simplifie des fluxs sur les continents)
53 guez 101
54     integer, intent(in):: nsoilmx
55     REAL tsoil(klon, nsoilmx)
56    
57     REAL, intent(INOUT):: qsol(klon)
58     ! column-density of water in soil, in kg m-2
59    
60 guez 99 real, dimension(klon), intent(IN):: u1_lay, v1_lay
61 guez 54 ! u1_lay vitesse u 1ere couche
62     ! v1_lay vitesse v 1ere couche
63 guez 99 real, dimension(klon), intent(IN):: temp_air, spechum
64 guez 54 ! temp_air temperature de l'air 1ere couche
65     ! spechum humidite specifique 1ere couche
66 guez 99 real, dimension(klon), intent(INOUT):: tq_cdrag
67 guez 54 ! tq_cdrag cdrag
68 guez 99 real, dimension(klon), intent(IN):: petAcoef, peqAcoef
69 guez 54 ! petAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour t
70     ! peqAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour q
71 guez 99 real, dimension(klon), intent(IN):: petBcoef, peqBcoef
72 guez 54 ! petBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour t
73     ! peqBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour q
74 guez 101
75     real, intent(IN):: precip_rain(klon)
76     ! precipitation, liquid water mass flux (kg/m2/s), positive down
77    
78     real, intent(IN):: precip_snow(klon)
79     ! precipitation, solid water mass flux (kg/m2/s), positive down
80    
81 guez 99 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(INOUT):: fder
82     ! fder derivee des flux (pour le couplage)
83     real, dimension(klon), intent(IN):: rugos, rugoro
84     ! rugos rugosite
85     ! rugoro rugosite orographique
86 guez 101 real, intent(INOUT):: snow(klon), qsurf(klon)
87 guez 104 real, intent(IN):: tsurf(:) ! (knon) température de surface
88     real, dimension(klon), intent(IN):: p1lay
89 guez 54 ! p1lay pression 1er niveau (milieu de couche)
90 guez 99 real, dimension(klon), intent(IN):: ps
91 guez 54 ! ps pression au sol
92 guez 99 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(INOUT):: radsol
93 guez 54 ! radsol rayonnement net aus sol (LW + SW)
94 guez 106 real, intent(INOUT):: evap(klon) ! evaporation totale
95 guez 99 real, dimension(klon), intent(OUT):: fluxsens, fluxlat
96 guez 54 ! fluxsens flux de chaleur sensible
97     ! fluxlat flux de chaleur latente
98 guez 99 real, dimension(klon), intent(OUT):: dflux_l, dflux_s
99 guez 104 real, intent(OUT):: tsurf_new(knon) ! température au sol
100     real, intent(OUT):: alb_new(klon) ! albedo
101 guez 54 real, dimension(klon), intent(OUT):: alblw
102 guez 72 real, dimension(klon), intent(OUT):: z0_new
103 guez 99 ! z0_new surface roughness
104 guez 72 real, dimension(klon, nbsrf), intent(OUT):: pctsrf_new
105 guez 99 ! pctsrf_new nouvelle repartition des surfaces
106 guez 54 real, dimension(klon), intent(INOUT):: agesno
107    
108     ! Flux d'eau "perdue" par la surface et nécessaire pour que limiter la
109     ! hauteur de neige, en kg/m2/s
110     !jld a rajouter real, dimension(klon), intent(INOUT):: fqcalving
111     real, dimension(klon), intent(INOUT):: fqcalving
112 guez 99
113     ! Flux thermique utiliser pour fondre la neige
114     !jld a rajouter real, dimension(klon), intent(INOUT):: ffonte
115     real, dimension(klon), intent(INOUT):: ffonte
116    
117     real, dimension(klon), intent(INOUT):: run_off_lic_0
118     ! run_off_lic_0 runoff glacier du pas de temps precedent
119    
120     !IM: "slab" ocean
121     real, dimension(klon), intent(OUT):: flux_o, flux_g
122    
123     ! Local:
124    
125     REAL, dimension(klon):: soilcap
126     REAL, dimension(klon):: soilflux
127    
128     !IM: "slab" ocean
129 guez 72 real, parameter:: t_grnd=271.35
130     real, dimension(klon):: zx_sl
131 guez 54 integer i
132    
133 guez 72 character (len = 20), save:: modname = 'interfsurf_hq'
134     character (len = 80):: abort_message
135     logical, save:: first_call = .true.
136     integer:: ii
137 guez 54 real, dimension(klon):: cal, beta, dif_grnd, capsol
138 guez 101 real, parameter:: calice=1.0/(5.1444e6 * 0.15), tau_gl=86400.*5.
139     real, parameter:: calsno=1./(2.3867e6 * 0.15)
140 guez 104 real tsurf_temp(knon)
141 guez 54 real, dimension(klon):: alb_neig, alb_eau
142     real, DIMENSION(klon):: zfra
143 guez 72 INTEGER, dimension(1):: iloc
144 guez 54 real, dimension(klon):: fder_prev
145    
146     !-------------------------------------------------------------
147    
148     ! On doit commencer par appeler les schemas de surfaces continentales
149     ! car l'ocean a besoin du ruissellement qui est y calcule
150    
151     if (first_call) then
152 guez 72 call conf_interface
153 guez 54 if (nisurf /= is_ter .and. klon > 1) then
154 guez 101 print *, ' Warning:'
155     print *, ' nisurf = ', nisurf, ' /= is_ter = ', is_ter
156     print *, 'or on doit commencer par les surfaces continentales'
157 guez 54 abort_message='voir ci-dessus'
158     call abort_gcm(modname, abort_message, 1)
159     endif
160 guez 101 if (is_oce > is_sic) then
161     print *, 'Warning:'
162     print *, ' Pour des raisons de sequencement dans le code'
163     print *, ' l''ocean doit etre traite avant la banquise'
164     print *, ' or is_oce = ', is_oce, '> is_sic = ', is_sic
165 guez 54 abort_message='voir ci-dessus'
166     call abort_gcm(modname, abort_message, 1)
167     endif
168     endif
169     first_call = .false.
170    
171     ! Initialisations diverses
172    
173     ffonte(1:knon)=0.
174     fqcalving(1:knon)=0.
175     cal = 999999.
176     beta = 999999.
177     dif_grnd = 999999.
178     capsol = 999999.
179     alb_new = 999999.
180     z0_new = 999999.
181     alb_neig = 999999.
182     tsurf_new = 999999.
183     alblw = 999999.
184    
185     !IM: "slab" ocean; initialisations
186     flux_o = 0.
187     flux_g = 0.
188    
189     ! Aiguillage vers les differents schemas de surface
190    
191 guez 104 select case (nisurf)
192     case (is_ter)
193 guez 54 ! Surface "terre" appel a l'interface avec les sols continentaux
194    
195     ! allocation du run-off
196 guez 101 if (.not. allocated(run_off)) then
197     allocate(run_off(knon))
198     run_off = 0.
199     else if (size(run_off) /= knon) then
200     print *, 'Bizarre, le nombre de points continentaux'
201     print *, 'a change entre deux appels. J''arrete '
202 guez 54 abort_message='voir ci-dessus'
203     call abort_gcm(modname, abort_message, 1)
204     endif
205    
206     ! Calcul age de la neige
207    
208 guez 99 ! calcul albedo: lecture albedo fichier boundary conditions
209     ! puis ajout albedo neige
210 guez 106 call interfsur_lim(itime, dtime, jour, nisurf, knindex, debut, &
211     alb_new, z0_new)
212 guez 54
213 guez 99 ! calcul snow et qsurf, hydrol adapté
214 guez 101 CALL calbeta(nisurf, snow(:knon), qsol(:knon), beta(:knon), &
215     capsol(:knon), dif_grnd(:knon))
216 guez 54
217 guez 99 IF (soil_model) THEN
218 guez 101 CALL soil(dtime, nisurf, knon, snow, tsurf, tsoil, soilcap, soilflux)
219 guez 99 cal(1:knon) = RCPD / soilcap(1:knon)
220 guez 104 radsol(1:knon) = radsol(1:knon) + soilflux(:knon)
221 guez 99 ELSE
222     cal = RCPD * capsol
223     ENDIF
224 guez 116 CALL calcul_fluxs(nisurf, dtime, tsurf, p1lay(:knon), cal(:knon), &
225     beta(:knon), tq_cdrag(:knon), ps(:knon), qsurf(:knon), &
226     radsol(:knon), dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), spechum(:knon), &
227     u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), &
228     petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap(:knon), &
229     fluxlat(:knon), fluxsens(:knon), dflux_s(:knon), dflux_l(:knon))
230 guez 54
231 guez 104 CALL fonte_neige(nisurf, dtime, tsurf, p1lay(:knon), beta(:knon), &
232 guez 116 tq_cdrag(:knon), ps(:knon), precip_rain(:knon), &
233     precip_snow(:knon), snow(:knon), qsol(:knon), temp_air(:knon), &
234     spechum(:knon), u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), &
235     peqAcoef(:knon), petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, &
236     evap(:knon), fqcalving(:knon), ffonte(:knon), run_off_lic_0(:knon))
237 guez 54
238 guez 99 call albsno(klon, knon, dtime, agesno, alb_neig, precip_snow)
239 guez 104 where (snow(1 : knon) < 0.0001) agesno(1 : knon) = 0.
240 guez 101 zfra(1:knon) = max(0.0, min(1.0, snow(1:knon)/(snow(1:knon) + 10.0)))
241 guez 99 alb_new(1 : knon) = alb_neig(1 : knon) *zfra(1:knon) + &
242     alb_new(1 : knon)*(1.0-zfra(1:knon))
243 guez 101 z0_new = sqrt(z0_new**2 + rugoro**2)
244 guez 99 alblw(1 : knon) = alb_new(1 : knon)
245 guez 54
246     ! Remplissage des pourcentages de surface
247     pctsrf_new(:, nisurf) = pctsrf(:, nisurf)
248 guez 104 case (is_oce)
249     ! Surface "ocean" appel à l'interface avec l'océan
250 guez 99 ! lecture conditions limites
251 guez 106 call interfoce_lim(itime, dtime, jour, knindex, debut, tsurf_temp, &
252     pctsrf_new)
253 guez 54
254     cal = 0.
255     beta = 1.
256     dif_grnd = 0.
257     alb_neig = 0.
258     agesno = 0.
259 guez 104 call calcul_fluxs(nisurf, dtime, tsurf_temp, p1lay(:knon), &
260     cal(:knon), beta(:knon), tq_cdrag(:knon), ps(:knon), &
261     qsurf(:knon), radsol(:knon), dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), &
262     spechum(:knon), u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), &
263     peqAcoef(:knon), petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), &
264     tsurf_new, evap(:knon), fluxlat(:knon), fluxsens(:knon), &
265     dflux_s(:knon), dflux_l(:knon))
266 guez 54 fder_prev = fder
267     fder = fder_prev + dflux_s + dflux_l
268     iloc = maxloc(fder(1:klon))
269    
270     !IM: flux ocean-atmosphere utile pour le "slab" ocean
271     DO i=1, knon
272     zx_sl(i) = RLVTT
273 guez 104 if (tsurf_new(i) < RTT) zx_sl(i) = RLSTT
274 guez 54 flux_o(i) = fluxsens(i)-evap(i)*zx_sl(i)
275     ENDDO
276    
277     ! calcul albedo
278 guez 101 if (minval(rmu0) == maxval(rmu0) .and. minval(rmu0) == -999.999) then
279 guez 130 CALL alboc(jour, rlat, alb_eau)
280 guez 54 else ! cycle diurne
281     CALL alboc_cd(rmu0, alb_eau)
282     endif
283     DO ii =1, knon
284     alb_new(ii) = alb_eau(knindex(ii))
285     enddo
286    
287     z0_new = sqrt(rugos**2 + rugoro**2)
288     alblw(1:knon) = alb_new(1:knon)
289 guez 104 case (is_sic)
290 guez 54 ! Surface "glace de mer" appel a l'interface avec l'ocean
291    
292 guez 99 ! ! lecture conditions limites
293 guez 106 CALL interfoce_lim(itime, dtime, jour, knindex, debut, tsurf_new, &
294     pctsrf_new)
295 guez 54
296 guez 99 DO ii = 1, knon
297     tsurf_new(ii) = tsurf(ii)
298     IF (pctsrf_new(knindex(ii), nisurf) < EPSFRA) then
299     snow(ii) = 0.0
300     tsurf_new(ii) = RTT - 1.8
301     IF (soil_model) tsoil(ii, :) = RTT -1.8
302     endif
303     enddo
304 guez 54
305 guez 101 CALL calbeta(nisurf, snow(:knon), qsol(:knon), beta(:knon), &
306     capsol(:knon), dif_grnd(:knon))
307 guez 54
308 guez 99 IF (soil_model) THEN
309     CALL soil(dtime, nisurf, knon, snow, tsurf_new, tsoil, soilcap, &
310     soilflux)
311     cal(1:knon) = RCPD / soilcap(1:knon)
312     radsol(1:knon) = radsol(1:knon) + soilflux(1:knon)
313     dif_grnd = 0.
314 guez 54 ELSE
315 guez 99 dif_grnd = 1.0 / tau_gl
316     cal = RCPD * calice
317     WHERE (snow > 0.0) cal = RCPD * calsno
318 guez 54 ENDIF
319 guez 99 tsurf_temp = tsurf_new
320     beta = 1.0
321 guez 54
322 guez 104 CALL calcul_fluxs(nisurf, dtime, tsurf_temp, p1lay(:knon), cal(:knon), &
323     beta(:knon), tq_cdrag(:knon), ps(:knon), qsurf(:knon), &
324 guez 116 radsol(:knon), dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), spechum(:knon), &
325     u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), &
326     petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap(:knon), &
327     fluxlat(:knon), fluxsens(:knon), dflux_s(:knon), dflux_l(:knon))
328 guez 54
329     !IM: flux entre l'ocean et la glace de mer pour le "slab" ocean
330     DO i = 1, knon
331     flux_g(i) = 0.0
332 guez 101 IF (cal(i) > 1e-15) flux_g(i) = (tsurf_new(i) - t_grnd) &
333     * dif_grnd(i) * RCPD / cal(i)
334 guez 54 ENDDO
335    
336 guez 104 CALL fonte_neige(nisurf, dtime, tsurf_temp, p1lay(:knon), beta(:knon), &
337 guez 116 tq_cdrag(:knon), ps(:knon), precip_rain(:knon), &
338     precip_snow(:knon), snow(:knon), qsol(:knon), temp_air(:knon), &
339     spechum(:knon), u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), &
340     peqAcoef(:knon), petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, &
341     evap(:knon), fqcalving(:knon), ffonte(:knon), run_off_lic_0(:knon))
342 guez 54
343     ! calcul albedo
344    
345     CALL albsno(klon, knon, dtime, agesno, alb_neig, precip_snow)
346 guez 104 WHERE (snow(1 : knon) < 0.0001) agesno(1 : knon) = 0.
347 guez 101 zfra(1:knon) = MAX(0.0, MIN(1.0, snow(1:knon)/(snow(1:knon) + 10.0)))
348 guez 54 alb_new(1 : knon) = alb_neig(1 : knon) *zfra(1:knon) + &
349     0.6 * (1.0-zfra(1:knon))
350    
351     fder_prev = fder
352     fder = fder_prev + dflux_s + dflux_l
353    
354     iloc = maxloc(fder(1:klon))
355    
356     ! 2eme appel a interfoce pour le cumul et le passage des flux a l'ocean
357    
358     z0_new = 0.002
359 guez 101 z0_new = SQRT(z0_new**2 + rugoro**2)
360 guez 54 alblw(1:knon) = alb_new(1:knon)
361    
362 guez 104 case (is_lic)
363 guez 54 if (.not. allocated(run_off_lic)) then
364 guez 101 allocate(run_off_lic(knon))
365 guez 54 run_off_lic = 0.
366     endif
367    
368     ! Surface "glacier continentaux" appel a l'interface avec le sol
369    
370     IF (soil_model) THEN
371     CALL soil(dtime, nisurf, knon, snow, tsurf, tsoil, soilcap, soilflux)
372     cal(1:knon) = RCPD / soilcap(1:knon)
373     radsol(1:knon) = radsol(1:knon) + soilflux(1:knon)
374     ELSE
375     cal = RCPD * calice
376     WHERE (snow > 0.0) cal = RCPD * calsno
377     ENDIF
378     beta = 1.0
379     dif_grnd = 0.0
380    
381 guez 116 call calcul_fluxs(nisurf, dtime, tsurf, p1lay(:knon), cal(:knon), &
382     beta(:knon), tq_cdrag(:knon), ps(:knon), qsurf(:knon), &
383     radsol(:knon), dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), spechum(:knon), &
384     u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), &
385     petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap(:knon), &
386     fluxlat(:knon), fluxsens(:knon), dflux_s(:knon), dflux_l(:knon))
387 guez 54
388 guez 104 call fonte_neige(nisurf, dtime, tsurf, p1lay(:knon), beta(:knon), &
389 guez 116 tq_cdrag(:knon), ps(:knon), precip_rain(:knon), &
390     precip_snow(:knon), snow(:knon), qsol(:knon), temp_air(:knon), &
391     spechum(:knon), u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), &
392     peqAcoef(:knon), petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, &
393     evap(:knon), fqcalving(:knon), ffonte(:knon), run_off_lic_0(:knon))
394 guez 54
395     ! calcul albedo
396     CALL albsno(klon, knon, dtime, agesno, alb_neig, precip_snow)
397 guez 104 WHERE (snow(1 : knon) < 0.0001) agesno(1 : knon) = 0.
398 guez 101 zfra(1:knon) = MAX(0.0, MIN(1.0, snow(1:knon)/(snow(1:knon) + 10.0)))
399 guez 54 alb_new(1 : knon) = alb_neig(1 : knon)*zfra(1:knon) + &
400     0.6 * (1.0-zfra(1:knon))
401    
402     !IM: plusieurs choix/tests sur l'albedo des "glaciers continentaux"
403     !IM: KstaTER0.77 & LMD_ARMIP6
404     alb_new(1 : knon) = 0.77
405    
406     ! Rugosite
407     z0_new = rugoro
408    
409     ! Remplissage des pourcentages de surface
410     pctsrf_new(:, nisurf) = pctsrf(:, nisurf)
411    
412     alblw(1:knon) = alb_new(1:knon)
413 guez 104 case default
414 guez 101 print *, 'Index surface = ', nisurf
415 guez 54 abort_message = 'Index surface non valable'
416     call abort_gcm(modname, abort_message, 1)
417 guez 104 end select
418 guez 54
419     END SUBROUTINE interfsurf_hq
420    
421     end module interfsurf_hq_m

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