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trunk/Sources/phylmd/Interface_surf/interfsurf_hq.f revision 215 by guez, Tue Mar 28 12:46:28 2017 UTC trunk/phylmd/Interface_surf/interfsurf_hq.f revision 268 by guez, Thu May 3 16:46:29 2018 UTC
# Line 4  module interfsurf_hq_m Line 4  module interfsurf_hq_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE interfsurf_hq(dtime, jour, rmu0, nisurf, knon, knindex, debut, &    SUBROUTINE interfsurf_hq(dtime, julien, rmu0, nisurf, knindex, debut, &
8         tsoil, qsol, u1_lay, v1_lay, temp_air, spechum, tq_cdrag, petAcoef, &         tsoil, qsol, u1_lay, v1_lay, temp_air, spechum, tq_cdrag, petAcoef, &
9         peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, precip_rain, precip_snow, fder, rugos, &         peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, precip_rain, precip_snow, rugos, rugoro, &
10         rugoro, snow, qsurf, tsurf, p1lay, ps, radsol, evap, flux_t, fluxlat, &         snow, qsurf, ts, p1lay, ps, radsol, evap, flux_t, fluxlat, dflux_l, &
11         dflux_l, dflux_s, tsurf_new, albedo, z0_new, pctsrf_new_sic, agesno, &         dflux_s, tsurf_new, albedo, z0_new, pctsrf_new_sic, agesno, fqcalving, &
12         fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)         ffonte, run_off_lic_0)
13    
14      ! Cette routine sert d'aiguillage entre l'atmosph\`ere et la surface      ! Cette routine sert d'aiguillage entre l'atmosph\`ere et la surface
15      ! en g\'en\'eral (sols continentaux, oc\'eans, glaces) pour les flux de      ! en g\'en\'eral (sols continentaux, oc\'eans, glaces) pour les flux de
# Line 20  contains Line 20  contains
20      USE abort_gcm_m, ONLY: abort_gcm      USE abort_gcm_m, ONLY: abort_gcm
21      use alboc_cd_m, only: alboc_cd      use alboc_cd_m, only: alboc_cd
22      USE albsno_m, ONLY: albsno      USE albsno_m, ONLY: albsno
     use calbeta_m, only: calbeta  
23      USE calcul_fluxs_m, ONLY: calcul_fluxs      USE calcul_fluxs_m, ONLY: calcul_fluxs
     use clesphys2, only: soil_model  
24      USE dimphy, ONLY: klon      USE dimphy, ONLY: klon
25      USE fonte_neige_m, ONLY: fonte_neige      USE fonte_neige_m, ONLY: fonte_neige
26      USE indicesol, ONLY: epsfra, is_lic, is_oce, is_sic, is_ter      USE indicesol, ONLY: epsfra, is_lic, is_oce, is_sic, is_ter
27      USE interface_surf, ONLY: run_off_lic, conf_interface      USE interface_surf, ONLY: conf_interface
28      USE interfsur_lim_m, ONLY: interfsur_lim      USE interfsur_lim_m, ONLY: interfsur_lim
29      use read_sst_m, only: read_sst      use read_sst_m, only: read_sst
30      use soil_m, only: soil      use soil_m, only: soil
31      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rtt      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rtt
32    
33      real, intent(IN):: dtime ! pas de temps de la physique (en s)      real, intent(IN):: dtime ! pas de temps de la physique (en s)
34      integer, intent(IN):: jour ! jour dans l'annee en cours      integer, intent(IN):: julien ! jour dans l'annee en cours
35      real, intent(IN):: rmu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal      real, intent(IN):: rmu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal
36      integer, intent(IN):: nisurf ! index de la surface a traiter      integer, intent(IN):: nisurf ! index de la surface a traiter
     integer, intent(IN):: knon ! nombre de points de la surface a traiter  
37    
38      integer, intent(in):: knindex(:) ! (knon)      integer, intent(in):: knindex(:) ! (knon)
39      ! index des points de la surface a traiter      ! index des points de la surface a traiter
# Line 46  contains Line 43  contains
43    
44      REAL, intent(inout):: tsoil(:, :) ! (knon, nsoilmx)      REAL, intent(inout):: tsoil(:, :) ! (knon, nsoilmx)
45    
46      REAL, intent(INOUT):: qsol(klon)      REAL, intent(INOUT):: qsol(:) ! (knon)
47      ! column-density of water in soil, in kg m-2      ! column-density of water in soil, in kg m-2
48    
49      real, dimension(klon), intent(IN):: u1_lay, v1_lay      real, intent(IN):: u1_lay(:), v1_lay(:) ! (knon) vitesse 1ere couche
50      ! u1_lay vitesse u 1ere couche  
     ! v1_lay vitesse v 1ere couche  
51      real, dimension(klon), intent(IN):: temp_air, spechum      real, dimension(klon), intent(IN):: temp_air, spechum
52      ! temp_air temperature de l'air 1ere couche      ! temp_air temperature de l'air 1ere couche
53      ! spechum humidite specifique 1ere couche      ! spechum humidite specifique 1ere couche
54      real, dimension(klon), intent(INOUT):: tq_cdrag ! coefficient d'echange      real, intent(IN):: tq_cdrag(:) ! (knon) coefficient d'echange
55    
56      real, dimension(klon), intent(IN):: petAcoef, peqAcoef      real, dimension(klon), intent(IN):: petAcoef, peqAcoef
57      ! coefficients A de la r\'esolution de la couche limite pour t et q      ! coefficients A de la r\'esolution de la couche limite pour t et q
# Line 69  contains Line 65  contains
65      real, intent(IN):: precip_snow(klon)      real, intent(IN):: precip_snow(klon)
66      ! precipitation, solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down      ! precipitation, solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down
67    
     REAL, INTENT(INOUT):: fder(klon) ! derivee des flux (pour le couplage)  
68      real, intent(IN):: rugos(klon) ! rugosite      real, intent(IN):: rugos(klon) ! rugosite
69      real, intent(IN):: rugoro(klon) ! rugosite orographique      real, intent(IN):: rugoro(klon) ! rugosite orographique
70      real, intent(INOUT):: snow(:) ! (knon)      real, intent(INOUT):: snow(:) ! (knon)
71      real, intent(INOUT):: qsurf(klon)      real, intent(INOUT):: qsurf(klon)
72      real, intent(IN):: tsurf(:) ! (knon) temp\'erature de surface      real, intent(IN):: ts(:) ! (knon) temp\'erature de surface
73      real, intent(IN):: p1lay(klon) ! pression 1er niveau (milieu de couche)      real, intent(IN):: p1lay(klon) ! pression 1er niveau (milieu de couche)
74      real, dimension(klon), intent(IN):: ps ! pression au sol      real, dimension(klon), intent(IN):: ps ! pression au sol
75        REAL, INTENT(IN):: radsol(:) ! (knon) rayonnement net au sol (LW + SW)
     REAL, DIMENSION(klon), INTENT(INOUT):: radsol  
     ! rayonnement net au sol (LW + SW)  
   
76      real, intent(OUT):: evap(:) ! (knon) evaporation totale      real, intent(OUT):: evap(:) ! (knon) evaporation totale
77    
78      real, intent(OUT):: flux_t(:) ! (knon) flux de chaleur sensible      real, intent(OUT):: flux_t(:) ! (knon) flux de chaleur sensible
79      ! (Cp T) à la surface, positif vers le bas, W / m2      ! (Cp T) à la surface, positif vers le bas, W / m2
80        
81      real, intent(OUT):: fluxlat(:) ! (knon) flux de chaleur latente      real, intent(OUT):: fluxlat(:) ! (knon) flux de chaleur latente
82      real, dimension(klon), intent(OUT):: dflux_l, dflux_s      real, intent(OUT):: dflux_l(:), dflux_s(:) ! (knon)
83      real, intent(OUT):: tsurf_new(:) ! (knon) temp\'erature au sol      real, intent(OUT):: tsurf_new(:) ! (knon) temp\'erature au sol
84      real, intent(OUT):: albedo(:) ! (knon) albedo      real, intent(OUT):: albedo(:) ! (knon) albedo
85      real, intent(OUT):: z0_new(klon) ! surface roughness      real, intent(OUT):: z0_new(klon) ! surface roughness
# Line 108  contains Line 100  contains
100      ! run_off_lic_0 runoff glacier du pas de temps precedent      ! run_off_lic_0 runoff glacier du pas de temps precedent
101    
102      ! Local:      ! Local:
103      REAL soilcap(knon)      integer knon ! nombre de points de la surface a traiter
104      REAL soilflux(knon)      REAL soilcap(size(knindex)) ! (knon)
105        REAL soilflux(size(knindex)) ! (knon)
106      logical:: first_call = .true.      logical:: first_call = .true.
107      integer ii      integer ii
108      real cal(knon)      real cal(size(knindex)) ! (knon)
109      real beta(klon) ! evap reelle      real beta(size(knindex)) ! (knon) evap reelle
110      real dif_grnd(klon), capsol(klon)      real dif_grnd(klon)
111      real, parameter:: calice = 1. / (5.1444e6 * 0.15), tau_gl = 86400. * 5.      real tsurf(size(knindex)) ! (knon)
112      real, parameter:: calsno = 1. / (2.3867e6 * 0.15)      real alb_neig(size(knindex)) ! (knon)
113      real tsurf_temp(knon)      real zfra(size(knindex)) ! (knon)
     real alb_neig(knon)  
     real zfra(knon)  
114      REAL, PARAMETER:: fmagic = 1. ! facteur magique pour r\'egler l'alb\'edo      REAL, PARAMETER:: fmagic = 1. ! facteur magique pour r\'egler l'alb\'edo
115        REAL, PARAMETER:: max_eau_sol = 150. ! in kg m-2
116    
117      !-------------------------------------------------------------      !-------------------------------------------------------------
118    
119        knon = size(knindex)
120    
121      ! On doit commencer par appeler les schemas de surfaces continentales      ! On doit commencer par appeler les schemas de surfaces continentales
122      ! car l'ocean a besoin du ruissellement qui est y calcule      ! car l'ocean a besoin du ruissellement qui est y calcule
123    
# Line 150  contains Line 144  contains
144    
145      ffonte(1:knon) = 0.      ffonte(1:knon) = 0.
146      fqcalving(1:knon) = 0.      fqcalving(1:knon) = 0.
     cal = 999999.  
     beta = 999999.  
147      dif_grnd = 999999.      dif_grnd = 999999.
     capsol = 999999.  
148      z0_new = 999999.      z0_new = 999999.
     tsurf_new = 999999.  
149    
150      ! Aiguillage vers les differents schemas de surface      ! Aiguillage vers les differents schemas de surface
151    
# Line 168  contains Line 158  contains
158         ! Read albedo from the file containing boundary conditions then         ! Read albedo from the file containing boundary conditions then
159         ! add the albedo of snow:         ! add the albedo of snow:
160    
161         call interfsur_lim(dtime, jour, knindex, debut, albedo, z0_new)         call interfsur_lim(dtime, julien, knindex, debut, albedo, z0_new)
162    
163         ! Calcul de snow et qsurf, hydrologie adapt\'ee         beta = min(2. * qsol / max_eau_sol, 1.)
164         CALL calbeta(is_ter, snow, qsol(:knon), beta(:knon), &         dif_grnd(:knon) = 0.
165              capsol(:knon), dif_grnd(:knon))         CALL soil(dtime, is_ter, snow, ts, tsoil, soilcap, soilflux)
166           cal = RCPD / soilcap
167         IF (soil_model) THEN  
168            CALL soil(dtime, is_ter, snow, tsurf, tsoil, soilcap, soilflux)         CALL calcul_fluxs(dtime, ts, p1lay(:knon), cal, beta, tq_cdrag, &
169            cal = RCPD / soilcap              ps(:knon), qsurf(:knon), radsol + soilflux, dif_grnd(:knon), &
170            radsol(1:knon) = radsol(1:knon) + soilflux              temp_air(:knon), spechum(:knon), u1_lay, v1_lay, &
171         ELSE              petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), petBcoef(:knon), &
172            cal = RCPD * capsol(:knon)              peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap, fluxlat, flux_t, dflux_s, dflux_l)
        ENDIF  
   
        CALL calcul_fluxs(dtime, tsurf, p1lay(:knon), cal, &  
             beta(:knon), tq_cdrag(:knon), ps(:knon), qsurf(:knon), &  
             radsol(:knon), dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), spechum(:knon), &  
             u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), &  
             petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap, &  
             fluxlat, flux_t, dflux_s(:knon), dflux_l(:knon))  
173         CALL fonte_neige(is_ter, dtime, precip_rain(:knon), &         CALL fonte_neige(is_ter, dtime, precip_rain(:knon), &
174              precip_snow(:knon), snow, qsol(:knon), tsurf_new, evap, &              precip_snow(:knon), snow, qsol, tsurf_new, evap, &
175              fqcalving(:knon), ffonte(:knon), run_off_lic_0(:knon))              fqcalving(:knon), ffonte(:knon), run_off_lic_0(:knon))
176    
177         call albsno(dtime, agesno, alb_neig, precip_snow(:knon))         call albsno(dtime, agesno, alb_neig, precip_snow(:knon))
# Line 200  contains Line 182  contains
182      case (is_oce)      case (is_oce)
183         ! Surface "oc\'ean", appel \`a l'interface avec l'oc\'ean         ! Surface "oc\'ean", appel \`a l'interface avec l'oc\'ean
184    
185         call read_sst(dtime, jour, knindex, debut, tsurf_temp)         call read_sst(julien, knindex, tsurf)
186         cal = 0.         cal = 0.
187         beta = 1.         beta = 1.
188         dif_grnd = 0.         dif_grnd = 0.
189           call calcul_fluxs(dtime, tsurf, p1lay(:knon), cal, beta, &
190                tq_cdrag, ps(:knon), qsurf(:knon), radsol, &
191                dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), spechum(:knon), u1_lay, &
192                v1_lay, petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), petBcoef(:knon), &
193                peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap, fluxlat, flux_t, dflux_s, dflux_l)
194         agesno = 0.         agesno = 0.
        call calcul_fluxs(dtime, tsurf_temp, p1lay(:knon), cal, &  
             beta(:knon), tq_cdrag(:knon), ps(:knon), qsurf(:knon), &  
             radsol(:knon), dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), spechum(:knon), &  
             u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), &  
             petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap, &  
             fluxlat, flux_t, dflux_s(:knon), dflux_l(:knon))  
        fder = fder + dflux_s + dflux_l  
195         albedo = alboc_cd(rmu0(knindex)) * fmagic         albedo = alboc_cd(rmu0(knindex)) * fmagic
196         z0_new = sqrt(rugos**2 + rugoro**2)         z0_new = sqrt(rugos**2 + rugoro**2)
197      case (is_sic)      case (is_sic)
198         ! Surface "glace de mer" appel a l'interface avec l'ocean         ! Surface "glace de mer" appel a l'interface avec l'ocean
199    
200         DO ii = 1, knon         DO ii = 1, knon
           tsurf_new(ii) = tsurf(ii)  
201            IF (pctsrf_new_sic(knindex(ii)) < EPSFRA) then            IF (pctsrf_new_sic(knindex(ii)) < EPSFRA) then
202               snow(ii) = 0.               snow(ii) = 0.
203               tsurf_new(ii) = RTT - 1.8               tsurf_new(ii) = RTT - 1.8
204               IF (soil_model) tsoil(ii, :) = RTT - 1.8               tsoil(ii, :) = RTT - 1.8
205              else
206                 tsurf_new(ii) = ts(ii)
207            endif            endif
208         enddo         enddo
209    
210         CALL calbeta(is_sic, snow, qsol(:knon), beta(:knon), &         CALL soil(dtime, is_sic, snow, tsurf_new, tsoil, soilcap, soilflux)
211              capsol(:knon), dif_grnd(:knon))         cal = RCPD / soilcap
212           dif_grnd = 0.
213         IF (soil_model) THEN         tsurf = tsurf_new
           CALL soil(dtime, is_sic, snow, tsurf_new, tsoil, soilcap, &  
                soilflux)  
           cal = RCPD / soilcap  
           radsol(1:knon) = radsol(1:knon) + soilflux  
           dif_grnd = 0.  
        ELSE  
           dif_grnd = 1. / tau_gl  
           cal = RCPD * calice  
           WHERE (snow > 0.) cal = RCPD * calsno  
        ENDIF  
        tsurf_temp = tsurf_new  
214         beta = 1.         beta = 1.
215    
216         CALL calcul_fluxs(dtime, tsurf_temp, p1lay(:knon), cal, &         CALL calcul_fluxs(dtime, tsurf, p1lay(:knon), cal, beta, &
217              beta(:knon), tq_cdrag(:knon), ps(:knon), qsurf(:knon), &              tq_cdrag, ps(:knon), qsurf(:knon), radsol + soilflux, &
218              radsol(:knon), dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), spechum(:knon), &              dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), spechum(:knon), u1_lay, &
219              u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), &              v1_lay, petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), petBcoef(:knon), &
220              petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap, &              peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap, fluxlat, flux_t, dflux_s, dflux_l)
             fluxlat, flux_t, dflux_s(:knon), dflux_l(:knon))  
221         CALL fonte_neige(is_sic, dtime, precip_rain(:knon), &         CALL fonte_neige(is_sic, dtime, precip_rain(:knon), &
222              precip_snow(:knon), snow, qsol(:knon), tsurf_new, evap, &              precip_snow(:knon), snow, qsol, tsurf_new, evap, &
223              fqcalving(:knon), ffonte(:knon), run_off_lic_0(:knon))              fqcalving(:knon), ffonte(:knon), run_off_lic_0(:knon))
224    
225         ! Compute the albedo:         ! Compute the albedo:
# Line 260  contains Line 229  contains
229         zfra = MAX(0., MIN(1., snow / (snow + 10.)))         zfra = MAX(0., MIN(1., snow / (snow + 10.)))
230         albedo = alb_neig * zfra + 0.6 * (1. - zfra)         albedo = alb_neig * zfra + 0.6 * (1. - zfra)
231    
        fder = fder + dflux_s + dflux_l  
232         z0_new = SQRT(0.002**2 + rugoro**2)         z0_new = SQRT(0.002**2 + rugoro**2)
233      case (is_lic)      case (is_lic)
        if (.not. allocated(run_off_lic)) then  
           allocate(run_off_lic(knon))  
           run_off_lic = 0.  
        endif  
   
234         ! Surface "glacier continentaux" appel a l'interface avec le sol         ! Surface "glacier continentaux" appel a l'interface avec le sol
235    
236         IF (soil_model) THEN         CALL soil(dtime, is_lic, snow, ts, tsoil, soilcap, soilflux)
237            CALL soil(dtime, is_lic, snow, tsurf, tsoil, soilcap, soilflux)         cal = RCPD / soilcap
           cal = RCPD / soilcap  
           radsol(1:knon) = radsol(1:knon) + soilflux  
        ELSE  
           cal = RCPD * calice  
           WHERE (snow > 0.) cal = RCPD * calsno  
        ENDIF  
238         beta = 1.         beta = 1.
239         dif_grnd = 0.         dif_grnd = 0.
240    
241         call calcul_fluxs(dtime, tsurf, p1lay(:knon), cal, &         call calcul_fluxs(dtime, ts, p1lay(:knon), cal, beta, tq_cdrag, &
242              beta(:knon), tq_cdrag(:knon), ps(:knon), qsurf(:knon), &              ps(:knon), qsurf(:knon), radsol + soilflux, dif_grnd(:knon), &
243              radsol(:knon), dif_grnd(:knon), temp_air(:knon), spechum(:knon), &              temp_air(:knon), spechum(:knon), u1_lay, v1_lay, &
244              u1_lay(:knon), v1_lay(:knon), petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), &              petAcoef(:knon), peqAcoef(:knon), petBcoef(:knon), &
245              petBcoef(:knon), peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap, &              peqBcoef(:knon), tsurf_new, evap, fluxlat, flux_t, dflux_s, dflux_l)
             fluxlat, flux_t, dflux_s(:knon), dflux_l(:knon))  
246         call fonte_neige(is_lic, dtime, precip_rain(:knon), &         call fonte_neige(is_lic, dtime, precip_rain(:knon), &
247              precip_snow(:knon), snow, qsol(:knon), tsurf_new, evap, &              precip_snow(:knon), snow, qsol, tsurf_new, evap, &
248              fqcalving(:knon), ffonte(:knon), run_off_lic_0(:knon))              fqcalving(:knon), ffonte(:knon), run_off_lic_0(:knon))
249    
250         ! calcul albedo         ! calcul albedo
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