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revision 303 by guez, Thu Sep 6 14:25:07 2018 UTC revision 310 by guez, Thu Sep 27 16:29:06 2018 UTC
# Line 5  module pbl_surface_m Line 5  module pbl_surface_m
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE pbl_surface(pctsrf, t, q, u, v, julien, mu0, ftsol, cdmmax, &    SUBROUTINE pbl_surface(pctsrf, t, q, u, v, julien, mu0, ftsol, cdmmax, &
8         cdhmax, ftsoil, qsol, paprs, pplay, fsnow, qsurf, evap, falbe, fluxlat, &         cdhmax, ftsoil, qsol, paprs, play, fsnow, fqsurf, falbe, fluxlat, &
9         rain_fall, snow_f, fsolsw, fsollw, frugs, agesno, rugoro, d_t, d_q, &         rain_fall, snow_fall, frugs, agesno, rugoro, d_t, d_q, d_u, d_v, d_ts, &
10         d_u, d_v, d_ts, flux_t, flux_q, flux_u, flux_v, cdragh, cdragm, q2, &         flux_t, flux_q, flux_u, flux_v, cdragh, cdragm, q2, dflux_t, dflux_q, &
11         dflux_t, dflux_q, coefh, t2m, q2m, u10m_srf, v10m_srf, pblh, capcl, &         coefh, t2m, q2m, u10m_srf, v10m_srf, pblh, capcl, oliqcl, cteicl, pblt, &
12         oliqcl, cteicl, pblt, therm, plcl, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)         therm, plcl, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0, albsol, sollw, solsw, &
13           tsol)
14    
15      ! From phylmd/clmain.F, version 1.6, 2005/11/16 14:47:19      ! From phylmd/clmain.F, version 1.6, 2005/11/16 14:47:19
16      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS)      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS)
# Line 35  contains Line 36  contains
36      USE interfoce_lim_m, ONLY: interfoce_lim      USE interfoce_lim_m, ONLY: interfoce_lim
37      use phyetat0_m, only: zmasq      use phyetat0_m, only: zmasq
38      use stdlevvar_m, only: stdlevvar      use stdlevvar_m, only: stdlevvar
39      USE suphec_m, ONLY: rd, rg      USE suphec_m, ONLY: rd, rg, rsigma
40      use time_phylmdz, only: itap      use time_phylmdz, only: itap
41    
42      REAL, INTENT(inout):: pctsrf(klon, nbsrf)      REAL, INTENT(inout):: pctsrf(klon, nbsrf)
43      ! tableau des pourcentages de surface de chaque maille      ! pourcentages de surface de chaque maille
44    
45      REAL, INTENT(IN):: t(klon, klev) ! temperature (K)      REAL, INTENT(IN):: t(klon, klev) ! temperature (K)
46      REAL, INTENT(IN):: q(klon, klev) ! vapeur d'eau (kg / kg)      REAL, INTENT(IN):: q(klon, klev) ! vapeur d'eau (kg / kg)
47      REAL, INTENT(IN):: u(klon, klev), v(klon, klev) ! vitesse      REAL, INTENT(IN):: u(klon, klev), v(klon, klev) ! vitesse
48      INTEGER, INTENT(IN):: julien ! jour de l'annee en cours      INTEGER, INTENT(IN):: julien ! jour de l'annee en cours
49      REAL, intent(in):: mu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal          REAL, intent(in):: mu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal    
50      REAL, INTENT(IN):: ftsol(:, :) ! (klon, nbsrf) temp\'erature du sol (en K)  
51        REAL, INTENT(IN):: ftsol(:, :) ! (klon, nbsrf)
52        ! skin temperature of surface fraction, in K
53    
54      REAL, INTENT(IN):: cdmmax, cdhmax ! seuils cdrm, cdrh      REAL, INTENT(IN):: cdmmax, cdhmax ! seuils cdrm, cdrh
55    
56      REAL, INTENT(inout):: ftsoil(klon, nsoilmx, nbsrf)      REAL, INTENT(inout):: ftsoil(klon, nsoilmx, nbsrf)
# Line 56  contains Line 60  contains
60      ! column-density of water in soil, in kg m-2      ! column-density of water in soil, in kg m-2
61    
62      REAL, INTENT(IN):: paprs(klon, klev + 1) ! pression a intercouche (Pa)      REAL, INTENT(IN):: paprs(klon, klev + 1) ! pression a intercouche (Pa)
63      REAL, INTENT(IN):: pplay(klon, klev) ! pression au milieu de couche (Pa)      REAL, INTENT(IN):: play(klon, klev) ! pression au milieu de couche (Pa)
64      REAL, INTENT(inout):: fsnow(:, :) ! (klon, nbsrf) \'epaisseur neigeuse      REAL, INTENT(inout):: fsnow(:, :) ! (klon, nbsrf) \'epaisseur neigeuse
65      REAL qsurf(klon, nbsrf)      REAL, INTENT(inout):: fqsurf(klon, nbsrf)
     REAL evap(klon, nbsrf)  
66      REAL, intent(inout):: falbe(klon, nbsrf)      REAL, intent(inout):: falbe(klon, nbsrf)
67      REAL, intent(out):: fluxlat(:, :) ! (klon, nbsrf)      REAL, intent(out):: fluxlat(:, :) ! (klon, nbsrf)
68    
69      REAL, intent(in):: rain_fall(klon)      REAL, intent(in):: rain_fall(klon)
70      ! liquid water mass flux (kg / m2 / s), positive down      ! liquid water mass flux (kg / m2 / s), positive down
71    
72      REAL, intent(in):: snow_f(klon)      REAL, intent(in):: snow_fall(klon)
73      ! solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down      ! solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down
74    
     REAL, INTENT(IN):: fsolsw(klon, nbsrf), fsollw(klon, nbsrf)  
75      REAL, intent(inout):: frugs(klon, nbsrf) ! longueur de rugosit\'e (en m)      REAL, intent(inout):: frugs(klon, nbsrf) ! longueur de rugosit\'e (en m)
76      real agesno(klon, nbsrf)      real agesno(klon, nbsrf)
77      REAL, INTENT(IN):: rugoro(klon)      REAL, INTENT(IN):: rugoro(klon)
# Line 89  contains Line 91  contains
91      REAL, intent(out):: flux_q(klon, nbsrf)      REAL, intent(out):: flux_q(klon, nbsrf)
92      ! flux de vapeur d'eau (kg / m2 / s) à la surface      ! flux de vapeur d'eau (kg / m2 / s) à la surface
93    
94      REAL, intent(out):: flux_u(klon, nbsrf), flux_v(klon, nbsrf)      REAL, intent(out):: flux_u(:, :), flux_v(:, :) ! (klon, nbsrf)
95      ! tension du vent (flux turbulent de vent) à la surface, en Pa      ! tension du vent (flux turbulent de vent) à la surface, en Pa
96    
97      REAL, INTENT(out):: cdragh(klon), cdragm(klon)      REAL, INTENT(out):: cdragh(klon), cdragm(klon)
# Line 127  contains Line 129  contains
129      real ffonte(klon, nbsrf) ! flux thermique utilise pour fondre la neige      real ffonte(klon, nbsrf) ! flux thermique utilise pour fondre la neige
130      REAL, intent(inout):: run_off_lic_0(:) ! (klon)      REAL, intent(inout):: run_off_lic_0(:) ! (klon)
131    
132        REAL, intent(out):: albsol(:) ! (klon)
133        ! albedo du sol total, visible, moyen par maille
134    
135        REAL, intent(in):: sollw(:) ! (klon)
136        ! surface net downward longwave flux, in W m-2
137    
138        REAL, intent(in):: solsw(:) ! (klon)
139        ! surface net downward shortwave flux, in W m-2
140    
141        REAL, intent(in):: tsol(:) ! (klon)
142    
143      ! Local:      ! Local:
144    
145        REAL fsollw(klon, nbsrf) ! bilan flux IR pour chaque sous-surface
146        REAL fsolsw(klon, nbsrf) ! flux solaire absorb\'e pour chaque sous-surface
147    
148      ! la nouvelle repartition des surfaces sortie de l'interface      ! la nouvelle repartition des surfaces sortie de l'interface
149      REAL, save:: pctsrf_new_oce(klon)      REAL, save:: pctsrf_new_oce(klon)
150      REAL, save:: pctsrf_new_sic(klon)      REAL, save:: pctsrf_new_sic(klon)
# Line 138  contains Line 154  contains
154      REAL run_off_lic(klon) ! ruissellement total      REAL run_off_lic(klon) ! ruissellement total
155      REAL rugmer(klon)      REAL rugmer(klon)
156      REAL ytsoil(klon, nsoilmx)      REAL ytsoil(klon, nsoilmx)
157      REAL yts(klon), ypct(klon), yz0_new(klon)      REAL yts(klon), ypctsrf(klon), yz0_new(klon)
158      real yrugos(klon) ! longueur de rugosite (en m)      real yrugos(klon) ! longueur de rugosite (en m)
159      REAL yalb(klon)      REAL yalb(klon)
160      REAL snow(klon), yqsurf(klon), yagesno(klon)      REAL snow(klon), yqsurf(klon), yagesno(klon)
161      real yqsol(klon) ! column-density of water in soil, in kg m-2      real yqsol(klon) ! column-density of water in soil, in kg m-2
162      REAL yrain_f(klon) ! liquid water mass flux (kg / m2 / s), positive down      REAL yrain_fall(klon) ! liquid water mass flux (kg / m2 / s), positive down
163      REAL ysnow_f(klon) ! solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down      REAL ysnow_fall(klon) ! solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down
164      REAL yrugm(klon), yrads(klon), yrugoro(klon)      REAL yrugm(klon), radsol(klon), yrugoro(klon)
165      REAL yfluxlat(klon)      REAL yfluxlat(klon)
166      REAL y_d_ts(klon)      REAL y_d_ts(klon)
167      REAL y_d_t(klon, klev), y_d_q(klon, klev)      REAL y_d_t(klon, klev), y_d_q(klon, klev)
# Line 181  contains Line 197  contains
197      REAL u1(klon), v1(klon)      REAL u1(klon), v1(klon)
198      REAL tair1(klon), qair1(klon), tairsol(klon)      REAL tair1(klon), qair1(klon), tairsol(klon)
199      REAL psfce(klon), patm(klon)      REAL psfce(klon), patm(klon)
200        REAL zgeo1(klon)
     REAL qairsol(klon), zgeo1(klon)  
201      REAL rugo1(klon)      REAL rugo1(klon)
202      REAL zgeop(klon, klev)      REAL zgeop(klon, klev)
203    
204      !------------------------------------------------------------      !------------------------------------------------------------
205    
206        albsol = sum(falbe * pctsrf, dim = 2)
207    
208        ! R\'epartition sous maille des flux longwave et shortwave
209        ! R\'epartition du longwave par sous-surface lin\'earis\'ee
210    
211        forall (nsrf = 1:nbsrf)
212           fsollw(:, nsrf) = sollw + 4. * RSIGMA * tsol**3 &
213                * (tsol - ftsol(:, nsrf))
214           fsolsw(:, nsrf) = solsw * (1. - falbe(:, nsrf)) / (1. - albsol)
215        END forall
216    
217      ytherm = 0.      ytherm = 0.
218    
219      DO k = 1, klev ! epaisseur de couche      DO k = 1, klev ! epaisseur de couche
# Line 202  contains Line 228  contains
228      cdragm = 0.      cdragm = 0.
229      dflux_t = 0.      dflux_t = 0.
230      dflux_q = 0.      dflux_q = 0.
     ypct = 0.  
     yqsurf = 0.  
     yrain_f = 0.  
     ysnow_f = 0.  
231      yrugos = 0.      yrugos = 0.
232      ypaprs = 0.      ypaprs = 0.
233      ypplay = 0.      ypplay = 0.
# Line 243  contains Line 265  contains
265    
266      loop_surface: DO nsrf = 1, nbsrf      loop_surface: DO nsrf = 1, nbsrf
267         ! Define ni and knon:         ! Define ni and knon:
268          
269         ni = 0         ni = 0
270         knon = 0         knon = 0
271    
# Line 257  contains Line 279  contains
279         END DO         END DO
280    
281         if_knon: IF (knon /= 0) then         if_knon: IF (knon /= 0) then
282            DO j = 1, knon            ypctsrf(:knon) = pctsrf(ni(:knon), nsrf)
283               i = ni(j)            yts(:knon) = ftsol(ni(:knon), nsrf)
284               ypct(j) = pctsrf(i, nsrf)            snow(:knon) = fsnow(ni(:knon), nsrf)
285               yts(j) = ftsol(i, nsrf)            yqsurf(:knon) = fqsurf(ni(:knon), nsrf)
286               snow(j) = fsnow(i, nsrf)            yalb(:knon) = falbe(ni(:knon), nsrf)
287               yqsurf(j) = qsurf(i, nsrf)            yrain_fall(:knon) = rain_fall(ni(:knon))
288               yalb(j) = falbe(i, nsrf)            ysnow_fall(:knon) = snow_fall(ni(:knon))
289               yrain_f(j) = rain_fall(i)            yagesno(:knon) = agesno(ni(:knon), nsrf)
290               ysnow_f(j) = snow_f(i)            yrugos(:knon) = frugs(ni(:knon), nsrf)
291               yagesno(j) = agesno(i, nsrf)            yrugoro(:knon) = rugoro(ni(:knon))
292               yrugos(j) = frugs(i, nsrf)            radsol(:knon) = fsolsw(ni(:knon), nsrf) + fsollw(ni(:knon), nsrf)
293               yrugoro(j) = rugoro(i)            ypaprs(:knon, klev + 1) = paprs(ni(:knon), klev + 1)
294               yrads(j) = fsolsw(i, nsrf) + fsollw(i, nsrf)            y_run_off_lic_0(:knon) = run_off_lic_0(ni(:knon))
              ypaprs(j, klev + 1) = paprs(i, klev + 1)  
              y_run_off_lic_0(j) = run_off_lic_0(i)  
           END DO  
295    
296            ! For continent, copy soil water content            ! For continent, copy soil water content
297            IF (nsrf == is_ter) yqsol(:knon) = qsol(ni(:knon))            IF (nsrf == is_ter) yqsol(:knon) = qsol(ni(:knon))
# Line 283  contains Line 302  contains
302               DO j = 1, knon               DO j = 1, knon
303                  i = ni(j)                  i = ni(j)
304                  ypaprs(j, k) = paprs(i, k)                  ypaprs(j, k) = paprs(i, k)
305                  ypplay(j, k) = pplay(i, k)                  ypplay(j, k) = play(i, k)
306                  ydelp(j, k) = delp(i, k)                  ydelp(j, k) = delp(i, k)
307                  yu(j, k) = u(i, k)                  yu(j, k) = u(i, k)
308                  yv(j, k) = v(i, k)                  yv(j, k) = v(i, k)
# Line 324  contains Line 343  contains
343                 ypplay(:knon, :), yu(:knon, :), yv(:knon, :), yq(:knon, :), &                 ypplay(:knon, :), yu(:knon, :), yv(:knon, :), yq(:knon, :), &
344                 yt(:knon, :), yts(:knon), ycdragm(:knon), zgeop(:knon, :), &                 yt(:knon, :), yts(:knon), ycdragm(:knon), zgeop(:knon, :), &
345                 ycoefm(:knon, :), ycoefh(:knon, :), yq2(:knon, :))                 ycoefm(:knon, :), ycoefh(:knon, :), yq2(:knon, :))
346              
347            CALL clvent(yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), ycoefm(:knon, :), &            CALL clvent(yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), ycoefm(:knon, :), &
348                 ycdragm(:knon), yt(:knon, :), yu(:knon, :), ypaprs(:knon, :), &                 ycdragm(:knon), yt(:knon, :), yu(:knon, :), ypaprs(:knon, :), &
349                 ypplay(:knon, :), ydelp(:knon, :), y_d_u(:knon, :), &                 ypplay(:knon, :), ydelp(:knon, :), y_d_u(:knon, :), &
# Line 338  contains Line 357  contains
357                 mu0(ni(:knon)), yrugos(:knon), yrugoro(:knon), yu(:knon, 1), &                 mu0(ni(:knon)), yrugos(:knon), yrugoro(:knon), yu(:knon, 1), &
358                 yv(:knon, 1), ycoefh(:knon, :), ycdragh(:knon), yt(:knon, :), &                 yv(:knon, 1), ycoefh(:knon, :), ycdragh(:knon), yt(:knon, :), &
359                 yq(:knon, :), yts(:knon), ypaprs(:knon, :), ypplay(:knon, :), &                 yq(:knon, :), yts(:knon), ypaprs(:knon, :), ypplay(:knon, :), &
360                 ydelp(:knon, :), yrads(:knon), yalb(:knon), snow(:knon), &                 ydelp(:knon, :), radsol(:knon), yalb(:knon), snow(:knon), &
361                 yqsurf(:knon), yrain_f(:knon), ysnow_f(:knon), yfluxlat(:knon), &                 yqsurf(:knon), yrain_fall(:knon), ysnow_fall(:knon), &
362                 pctsrf_new_sic(ni(:knon)), yagesno(:knon), y_d_t(:knon, :), &                 yfluxlat(:knon), pctsrf_new_sic(ni(:knon)), yagesno(:knon), &
363                 y_d_q(:knon, :), y_d_ts(:knon), yz0_new(:knon), &                 y_d_t(:knon, :), y_d_q(:knon, :), y_d_ts(:knon), &
364                 y_flux_t(:knon), y_flux_q(:knon), y_dflux_t(:knon), &                 yz0_new(:knon), y_flux_t(:knon), y_flux_q(:knon), &
365                 y_dflux_q(:knon), y_fqcalving(:knon), y_ffonte(:knon), &                 y_dflux_t(:knon), y_dflux_q(:knon), y_fqcalving(:knon), &
366                 y_run_off_lic_0(:knon), y_run_off_lic(:knon))                 y_ffonte(:knon), y_run_off_lic_0(:knon), y_run_off_lic(:knon))
367    
368            ! calculer la longueur de rugosite sur ocean            ! calculer la longueur de rugosite sur ocean
369    
# Line 362  contains Line 381  contains
381            DO k = 1, klev            DO k = 1, klev
382               DO j = 1, knon               DO j = 1, knon
383                  i = ni(j)                  i = ni(j)
384                  y_d_t(j, k) = y_d_t(j, k) * ypct(j)                  y_d_t(j, k) = y_d_t(j, k) * ypctsrf(j)
385                  y_d_q(j, k) = y_d_q(j, k) * ypct(j)                  y_d_q(j, k) = y_d_q(j, k) * ypctsrf(j)
386                  y_d_u(j, k) = y_d_u(j, k) * ypct(j)                  y_d_u(j, k) = y_d_u(j, k) * ypctsrf(j)
387                  y_d_v(j, k) = y_d_v(j, k) * ypct(j)                  y_d_v(j, k) = y_d_v(j, k) * ypctsrf(j)
388               END DO               END DO
389            END DO            END DO
390    
# Line 374  contains Line 393  contains
393            flux_u(ni(:knon), nsrf) = y_flux_u(:knon)            flux_u(ni(:knon), nsrf) = y_flux_u(:knon)
394            flux_v(ni(:knon), nsrf) = y_flux_v(:knon)            flux_v(ni(:knon), nsrf) = y_flux_v(:knon)
395    
           evap(:, nsrf) = -flux_q(:, nsrf)  
   
396            falbe(:, nsrf) = 0.            falbe(:, nsrf) = 0.
397            fsnow(:, nsrf) = 0.            fsnow(:, nsrf) = 0.
398            qsurf(:, nsrf) = 0.            fqsurf(:, nsrf) = 0.
399            frugs(:, nsrf) = 0.            frugs(:, nsrf) = 0.
400            DO j = 1, knon            DO j = 1, knon
401               i = ni(j)               i = ni(j)
402               d_ts(i, nsrf) = y_d_ts(j)               d_ts(i, nsrf) = y_d_ts(j)
403               falbe(i, nsrf) = yalb(j)               falbe(i, nsrf) = yalb(j)
404               fsnow(i, nsrf) = snow(j)               fsnow(i, nsrf) = snow(j)
405               qsurf(i, nsrf) = yqsurf(j)               fqsurf(i, nsrf) = yqsurf(j)
406               frugs(i, nsrf) = yz0_new(j)               frugs(i, nsrf) = yz0_new(j)
407               fluxlat(i, nsrf) = yfluxlat(j)               fluxlat(i, nsrf) = yfluxlat(j)
408               IF (nsrf == is_oce) THEN               IF (nsrf == is_oce) THEN
# Line 395  contains Line 412  contains
412               agesno(i, nsrf) = yagesno(j)               agesno(i, nsrf) = yagesno(j)
413               fqcalving(i, nsrf) = y_fqcalving(j)               fqcalving(i, nsrf) = y_fqcalving(j)
414               ffonte(i, nsrf) = y_ffonte(j)               ffonte(i, nsrf) = y_ffonte(j)
415               cdragh(i) = cdragh(i) + ycdragh(j) * ypct(j)               cdragh(i) = cdragh(i) + ycdragh(j) * ypctsrf(j)
416               cdragm(i) = cdragm(i) + ycdragm(j) * ypct(j)               cdragm(i) = cdragm(i) + ycdragm(j) * ypctsrf(j)
417               dflux_t(i) = dflux_t(i) + y_dflux_t(j) * ypct(j)               dflux_t(i) = dflux_t(i) + y_dflux_t(j) * ypctsrf(j)
418               dflux_q(i) = dflux_q(i) + y_dflux_q(j) * ypct(j)               dflux_q(i) = dflux_q(i) + y_dflux_q(j) * ypctsrf(j)
419            END DO            END DO
420            IF (nsrf == is_ter) THEN            IF (nsrf == is_ter) THEN
421               qsol(ni(:knon)) = yqsol(:knon)               qsol(ni(:knon)) = yqsol(:knon)
# Line 424  contains Line 441  contains
441            END DO            END DO
442    
443            forall (k = 2:klev) coefh(ni(:knon), k) &            forall (k = 2:klev) coefh(ni(:knon), k) &
444                 = coefh(ni(:knon), k) + ycoefh(:knon, k) * ypct(:knon)                 = coefh(ni(:knon), k) + ycoefh(:knon, k) * ypctsrf(:knon)
445    
446            ! diagnostic t, q a 2m et u, v a 10m            ! diagnostic t, q a 2m et u, v a 10m
447    
# Line 443  contains Line 460  contains
460               END IF               END IF
461               psfce(j) = ypaprs(j, 1)               psfce(j) = ypaprs(j, 1)
462               patm(j) = ypplay(j, 1)               patm(j) = ypplay(j, 1)
   
              qairsol(j) = yqsurf(j)  
463            END DO            END DO
464    
465            CALL stdlevvar(nsrf, u1(:knon), v1(:knon), tair1(:knon), qair1, &            CALL stdlevvar(nsrf, u1(:knon), v1(:knon), tair1(:knon), qair1, &
466                 zgeo1, tairsol, qairsol, rugo1, psfce, patm, yt2m, yq2m, yt10m, &                 zgeo1, tairsol, yqsurf(:knon), rugo1, psfce, patm, yt2m, yq2m, &
467                 yq10m, wind10m(:knon), ustar(:knon))                 yt10m, yq10m, wind10m(:knon), ustar(:knon))
468    
469            DO j = 1, knon            DO j = 1, knon
470               i = ni(j)               i = ni(j)
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