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trunk/Sources/phylmd/clmain.f revision 243 by guez, Tue Nov 14 14:38:36 2017 UTC trunk/phylmd/pbl_surface.f revision 276 by guez, Thu Jul 12 14:49:20 2018 UTC
# Line 1  Line 1 
1  module clmain_m  module pbl_surface_m
2    
3    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE clmain(dtime, pctsrf, t, q, u, v, julien, mu0, ftsol, cdmmax, &    SUBROUTINE pbl_surface(dtime, pctsrf, t, q, u, v, julien, mu0, ftsol, &
8         cdhmax, ksta, ksta_ter, ok_kzmin, ftsoil, qsol, paprs, pplay, fsnow, &         cdmmax, cdhmax, ftsoil, qsol, paprs, pplay, fsnow, qsurf, evap, falbe, &
9         qsurf, evap, falbe, fluxlat, rain_fall, snow_f, fsolsw, fsollw, frugs, &         fluxlat, rain_fall, snow_f, fsolsw, fsollw, frugs, agesno, rugoro, d_t, &
10         agesno, rugoro, d_t, d_q, d_u, d_v, d_ts, flux_t, flux_q, flux_u, &         d_q, d_u, d_v, d_ts, flux_t, flux_q, flux_u, flux_v, cdragh, cdragm, &
11         flux_v, cdragh, cdragm, q2, dflux_t, dflux_q, ycoefh, t2m, q2m, &         q2, dflux_t, dflux_q, coefh, t2m, q2m, u10m_srf, v10m_srf, pblh, capcl, &
12         u10m_srf, v10m_srf, pblh, capcl, oliqcl, cteicl, pblt, therm, trmb1, &         oliqcl, cteicl, pblt, therm, plcl, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)
        trmb2, trmb3, plcl, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)  
13    
14      ! 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
15      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS), date: 1993/08/18      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS), date: 1993/08/18
# Line 21  contains Line 20  contains
20      ! ne tient pas compte de la diff\'erentiation des sous-fractions      ! ne tient pas compte de la diff\'erentiation des sous-fractions
21      ! de sol.      ! de sol.
22    
23        use cdrag_m, only: cdrag
24      use clqh_m, only: clqh      use clqh_m, only: clqh
25      use clvent_m, only: clvent      use clvent_m, only: clvent
26      use coefkz_m, only: coefkz      use coef_diff_turb_m, only: coef_diff_turb
     use coefkzmin_m, only: coefkzmin  
     use coefkz2_m, only: coefkz2  
27      USE conf_gcm_m, ONLY: lmt_pas      USE conf_gcm_m, ONLY: lmt_pas
28      USE conf_phys_m, ONLY: iflag_pbl      USE conf_phys_m, ONLY: iflag_pbl
29      USE dimphy, ONLY: klev, klon, zmasq      USE dimphy, ONLY: klev, klon
30      USE dimsoil, ONLY: nsoilmx      USE dimsoil, ONLY: nsoilmx
31      use hbtm_m, only: hbtm      use hbtm_m, only: hbtm
32      USE indicesol, ONLY: epsfra, is_lic, is_oce, is_sic, is_ter, nbsrf      USE indicesol, ONLY: epsfra, is_lic, is_oce, is_sic, is_ter, nbsrf
33      USE interfoce_lim_m, ONLY: interfoce_lim      USE interfoce_lim_m, ONLY: interfoce_lim
34        use phyetat0_m, only: zmasq
35      use stdlevvar_m, only: stdlevvar      use stdlevvar_m, only: stdlevvar
36      USE suphec_m, ONLY: rd, rg, rkappa      USE suphec_m, ONLY: rd, rg
37      use time_phylmdz, only: itap      use time_phylmdz, only: itap
     use ustarhb_m, only: ustarhb  
     use yamada4_m, only: yamada4  
38    
39      REAL, INTENT(IN):: dtime ! interval du temps (secondes)      REAL, INTENT(IN):: dtime ! interval du temps (secondes)
40    
# Line 51  contains Line 48  contains
48      REAL, intent(in):: mu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal          REAL, intent(in):: mu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal    
49      REAL, INTENT(IN):: ftsol(:, :) ! (klon, nbsrf) temp\'erature du sol (en K)      REAL, INTENT(IN):: ftsol(:, :) ! (klon, nbsrf) temp\'erature du sol (en K)
50      REAL, INTENT(IN):: cdmmax, cdhmax ! seuils cdrm, cdrh      REAL, INTENT(IN):: cdmmax, cdhmax ! seuils cdrm, cdrh
     REAL, INTENT(IN):: ksta, ksta_ter  
     LOGICAL, INTENT(IN):: ok_kzmin  
51    
52      REAL, INTENT(inout):: ftsoil(klon, nsoilmx, nbsrf)      REAL, INTENT(inout):: ftsoil(klon, nsoilmx, nbsrf)
53      ! soil temperature of surface fraction      ! soil temperature of surface fraction
# Line 106  contains Line 101  contains
101      ! dflux_q derive du flux latent      ! dflux_q derive du flux latent
102      ! IM "slab" ocean      ! IM "slab" ocean
103    
104      REAL, intent(out):: ycoefh(:, 2:) ! (klon, 2:klev)      REAL, intent(out):: coefh(:, 2:) ! (klon, 2:klev)
105      ! Pour pouvoir extraire les coefficients d'\'echange, le champ      ! Pour pouvoir extraire les coefficients d'\'echange, le champ
106      ! "ycoefh" a \'et\'e cr\'e\'e. Nous avons moyenn\'e les valeurs de      ! "coefh" a \'et\'e cr\'e\'e. Nous avons moyenn\'e les valeurs de
107      ! ce champ sur les quatre sous-surfaces du mod\`ele.      ! ce champ sur les quatre sous-surfaces du mod\`ele.
108    
109      REAL, INTENT(inout):: t2m(klon, nbsrf), q2m(klon, nbsrf)      REAL, INTENT(inout):: t2m(klon, nbsrf), q2m(klon, nbsrf)
# Line 125  contains Line 120  contains
120      REAL cteicl(klon, nbsrf)      REAL cteicl(klon, nbsrf)
121      REAL, INTENT(inout):: pblt(klon, nbsrf) ! T au nveau HCL      REAL, INTENT(inout):: pblt(klon, nbsrf) ! T au nveau HCL
122      REAL therm(klon, nbsrf)      REAL therm(klon, nbsrf)
     REAL trmb1(klon, nbsrf)  
     ! trmb1-------deep_cape  
     REAL trmb2(klon, nbsrf)  
     ! trmb2--------inhibition  
     REAL trmb3(klon, nbsrf)  
     ! trmb3-------Point Omega  
123      REAL plcl(klon, nbsrf)      REAL plcl(klon, nbsrf)
124      REAL fqcalving(klon, nbsrf), ffonte(klon, nbsrf)      REAL fqcalving(klon, nbsrf), ffonte(klon, nbsrf)
125      ! ffonte----Flux thermique utilise pour fondre la neige      ! ffonte----Flux thermique utilise pour fondre la neige
# Line 150  contains Line 139  contains
139      real y_run_off_lic_0(klon)      real y_run_off_lic_0(klon)
140      REAL rugmer(klon)      REAL rugmer(klon)
141      REAL ytsoil(klon, nsoilmx)      REAL ytsoil(klon, nsoilmx)
142      REAL yts(klon), yrugos(klon), ypct(klon), yz0_new(klon)      REAL yts(klon), ypct(klon), yz0_new(klon)
143        real yrugos(klon) ! longeur de rugosite (en m)
144      REAL yalb(klon)      REAL yalb(klon)
145      REAL snow(klon), yqsurf(klon), yagesno(klon)      REAL snow(klon), yqsurf(klon), yagesno(klon)
146      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
# Line 164  contains Line 154  contains
154      REAL y_flux_t(klon), y_flux_q(klon)      REAL y_flux_t(klon), y_flux_q(klon)
155      REAL y_flux_u(klon), y_flux_v(klon)      REAL y_flux_u(klon), y_flux_v(klon)
156      REAL y_dflux_t(klon), y_dflux_q(klon)      REAL y_dflux_t(klon), y_dflux_q(klon)
157      REAL coefh(klon, 2:klev), coefm(klon, 2:klev)      REAL ycoefh(klon, 2:klev), ycoefm(klon, 2:klev)
158      real ycdragh(klon), ycdragm(klon)      real ycdragh(klon), ycdragm(klon)
159      REAL yu(klon, klev), yv(klon, klev)      REAL yu(klon, klev), yv(klon, klev)
160      REAL yt(klon, klev), yq(klon, klev)      REAL yt(klon, klev), yq(klon, klev)
161      REAL ypaprs(klon, klev + 1), ypplay(klon, klev), ydelp(klon, klev)      REAL ypaprs(klon, klev + 1), ypplay(klon, klev), ydelp(klon, klev)
     REAL ycoefm0(klon, 2:klev), ycoefh0(klon, 2:klev)  
     REAL yzlay(klon, klev), zlev(klon, klev + 1), yteta(klon, klev)  
     REAL ykmm(klon, klev + 1), ykmn(klon, klev + 1)  
162      REAL yq2(klon, klev + 1)      REAL yq2(klon, klev + 1)
163      REAL delp(klon, klev)      REAL delp(klon, klev)
164      INTEGER i, k, nsrf      INTEGER i, k, nsrf
# Line 192  contains Line 179  contains
179      REAL ycteicl(klon)      REAL ycteicl(klon)
180      REAL ypblt(klon)      REAL ypblt(klon)
181      REAL ytherm(klon)      REAL ytherm(klon)
     REAL ytrmb1(klon)  
     REAL ytrmb2(klon)  
     REAL ytrmb3(klon)  
182      REAL u1(klon), v1(klon)      REAL u1(klon), v1(klon)
183      REAL tair1(klon), qair1(klon), tairsol(klon)      REAL tair1(klon), qair1(klon), tairsol(klon)
184      REAL psfce(klon), patm(klon)      REAL psfce(klon), patm(klon)
185    
186      REAL qairsol(klon), zgeo1(klon)      REAL qairsol(klon), zgeo1(klon)
187      REAL rugo1(klon)      REAL rugo1(klon)
188        REAL zgeop(klon, klev)
189    
190      !------------------------------------------------------------      !------------------------------------------------------------
191    
# Line 243  contains Line 228  contains
228      d_q = 0.      d_q = 0.
229      d_u = 0.      d_u = 0.
230      d_v = 0.      d_v = 0.
231      ycoefh = 0.      coefh = 0.
232    
233      ! Initialisation des "pourcentages potentiels". On consid\`ere ici qu'on      ! Initialisation des "pourcentages potentiels". On consid\`ere ici qu'on
234      ! peut avoir potentiellement de la glace sur tout le domaine oc\'eanique      ! peut avoir potentiellement de la glace sur tout le domaine oc\'eanique
# Line 310  contains Line 295  contains
295               END DO               END DO
296            END DO            END DO
297    
298            CALL coefkz(nsrf, ypaprs, ypplay, ksta, ksta_ter, yts(:knon), &            ! Calculer les géopotentiels de chaque couche:
299                 yrugos, yu, yv, yt, yq, yqsurf(:knon), coefm(:knon, :), &  
300                 coefh(:knon, :), ycdragm(:knon), ycdragh(:knon))            zgeop(:knon, 1) = RD * yt(:knon, 1) / (0.5 * (ypaprs(:knon, 1) &
301                   + ypplay(:knon, 1))) * (ypaprs(:knon, 1) - ypplay(:knon, 1))
302    
303              DO k = 2, klev
304                 zgeop(:knon, k) = zgeop(:knon, k - 1) + RD * 0.5 &
305                      * (yt(:knon, k - 1) + yt(:knon, k)) / ypaprs(:knon, k) &
306                      * (ypplay(:knon, k - 1) - ypplay(:knon, k))
307              ENDDO
308    
309              CALL cdrag(nsrf, sqrt(yu(:knon, 1)**2 + yv(:knon, 1)**2), &
310                   yt(:knon, 1), yq(:knon, 1), zgeop(:knon, 1), ypaprs(:knon, 1), &
311                   yts(:knon), yqsurf(:knon), yrugos(:knon), ycdragm(:knon), &
312                   ycdragh(:knon))
313    
314            IF (iflag_pbl == 1) THEN            IF (iflag_pbl == 1) THEN
              CALL coefkz2(nsrf, knon, ypaprs, ypplay, yt, ycoefm0(:knon, :), &  
                   ycoefh0(:knon, :))  
              coefm(:knon, :) = max(coefm(:knon, :), ycoefm0(:knon, :))  
              coefh(:knon, :) = max(coefh(:knon, :), ycoefh0(:knon, :))  
315               ycdragm(:knon) = max(ycdragm(:knon), 0.)               ycdragm(:knon) = max(ycdragm(:knon), 0.)
316               ycdragh(:knon) = max(ycdragh(:knon), 0.)               ycdragh(:knon) = max(ycdragh(:knon), 0.)
317            END IF            end IF
318    
319            ! on met un seuil pour ycdragm et ycdragh            ! on met un seuil pour ycdragm et ycdragh
320            IF (nsrf == is_oce) THEN            IF (nsrf == is_oce) THEN
# Line 329  contains Line 322  contains
322               ycdragh(:knon) = min(ycdragh(:knon), cdhmax)               ycdragh(:knon) = min(ycdragh(:knon), cdhmax)
323            END IF            END IF
324    
325            IF (ok_kzmin) THEN            IF (iflag_pbl >= 6) then
              ! Calcul d'une diffusion minimale pour les conditions tres stables  
              CALL coefkzmin(knon, ypaprs, ypplay, yu, yv, yt, yq, &  
                   ycdragm(:knon), ycoefh0(:knon, :))  
              ycoefm0(:knon, :) = ycoefh0(:knon, :)  
              coefm(:knon, :) = max(coefm(:knon, :), ycoefm0(:knon, :))  
              coefh(:knon, :) = max(coefh(:knon, :), ycoefh0(:knon, :))  
           END IF  
   
           IF (iflag_pbl >= 6) THEN  
              ! Mellor et Yamada adapt\'e \`a Mars, Richard Fournier et  
              ! Fr\'ed\'eric Hourdin  
              yzlay(:knon, 1) = rd * yt(:knon, 1) / (0.5 * (ypaprs(:knon, 1) &  
                   + ypplay(:knon, 1))) &  
                   * (ypaprs(:knon, 1) - ypplay(:knon, 1)) / rg  
   
              DO k = 2, klev  
                 yzlay(:knon, k) = yzlay(:knon, k-1) &  
                      + rd * 0.5 * (yt(1:knon, k-1) + yt(1:knon, k)) &  
                      / ypaprs(1:knon, k) &  
                      * (ypplay(1:knon, k-1) - ypplay(1:knon, k)) / rg  
              END DO  
   
              DO k = 1, klev  
                 yteta(1:knon, k) = yt(1:knon, k) * (ypaprs(1:knon, 1) &  
                      / ypplay(1:knon, k))**rkappa * (1. + 0.61 * yq(1:knon, k))  
              END DO  
   
              zlev(:knon, 1) = 0.  
              zlev(:knon, klev + 1) = 2. * yzlay(:knon, klev) &  
                   - yzlay(:knon, klev - 1)  
   
              DO k = 2, klev  
                 zlev(:knon, k) = 0.5 * (yzlay(:knon, k) + yzlay(:knon, k-1))  
              END DO  
   
326               DO k = 1, klev + 1               DO k = 1, klev + 1
327                  DO j = 1, knon                  DO j = 1, knon
328                     i = ni(j)                     i = ni(j)
329                     yq2(j, k) = q2(i, k, nsrf)                     yq2(j, k) = q2(i, k, nsrf)
330                  END DO                  END DO
331               END DO               END DO
332              end IF
333    
334               ustar(:knon) = ustarhb(yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), ycdragm(:knon))            call coef_diff_turb(dtime, nsrf, ni(:knon), ypaprs(:knon, :), &
335               CALL yamada4(dtime, rg, zlev(:knon, :), yzlay(:knon, :), &                 ypplay(:knon, :), yu(:knon, :), yv(:knon, :), yq(:knon, :), &
336                    yu(:knon, :), yv(:knon, :), yteta(:knon, :), yq2(:knon, :), &                 yt(:knon, :), yts(:knon), ycdragm(:knon), zgeop(:knon, :), &
337                    ykmm(:knon, :), ykmn(:knon, :), ustar(:knon))                 ycoefm(:knon, :), ycoefh(:knon, :), yq2(:knon, :))
              coefm(:knon, :) = ykmm(:knon, 2:klev)  
              coefh(:knon, :) = ykmn(:knon, 2:klev)  
           END IF  
338    
339            CALL clvent(dtime, yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), coefm(:knon, :), &            CALL clvent(dtime, yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), ycoefm(:knon, :), &
340                 ycdragm(:knon), yt(:knon, :), yu(:knon, :), ypaprs(:knon, :), &                 ycdragm(:knon), yt(:knon, :), yu(:knon, :), ypaprs(:knon, :), &
341                 ypplay(:knon, :), ydelp(:knon, :), y_d_u(:knon, :), &                 ypplay(:knon, :), ydelp(:knon, :), y_d_u(:knon, :), &
342                 y_flux_u(:knon))                 y_flux_u(:knon))
343            CALL clvent(dtime, yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), coefm(:knon, :), &            CALL clvent(dtime, yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), ycoefm(:knon, :), &
344                 ycdragm(:knon), yt(:knon, :), yv(:knon, :), ypaprs(:knon, :), &                 ycdragm(:knon), yt(:knon, :), yv(:knon, :), ypaprs(:knon, :), &
345                 ypplay(:knon, :), ydelp(:knon, :), y_d_v(:knon, :), &                 ypplay(:knon, :), ydelp(:knon, :), y_d_v(:knon, :), &
346                 y_flux_v(:knon))                 y_flux_v(:knon))
# Line 392  contains Line 348  contains
348            ! calculer la diffusion de "q" et de "h"            ! calculer la diffusion de "q" et de "h"
349            CALL clqh(dtime, julien, firstcal, nsrf, ni(:knon), &            CALL clqh(dtime, julien, firstcal, nsrf, ni(:knon), &
350                 ytsoil(:knon, :), yqsol(:knon), mu0, yrugos, yrugoro, &                 ytsoil(:knon, :), yqsol(:knon), mu0, yrugos, yrugoro, &
351                 yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), coefh(:knon, :), ycdragh(:knon), &                 yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), ycoefh(:knon, :), ycdragh(:knon), &
352                 yt, yq, yts(:knon), ypaprs, ypplay, ydelp, yrads(:knon), &                 yt, yq, yts(:knon), ypaprs, ypplay, ydelp, yrads(:knon), &
353                 yalb(:knon), snow(:knon), yqsurf, yrain_f, ysnow_f, &                 yalb(:knon), snow(:knon), yqsurf, yrain_f, ysnow_f, &
354                 yfluxlat(:knon), pctsrf_new_sic, yagesno(:knon), y_d_t, y_d_q, &                 yfluxlat(:knon), pctsrf_new_sic, yagesno(:knon), y_d_t, y_d_q, &
# Line 478  contains Line 434  contains
434               END DO               END DO
435            END DO            END DO
436    
437            forall (k = 2:klev) ycoefh(ni(:knon), k) &            forall (k = 2:klev) coefh(ni(:knon), k) &
438                 = ycoefh(ni(:knon), k) + coefh(:knon, k) * ypct(:knon)                 = coefh(ni(:knon), k) + ycoefh(:knon, k) * ypct(:knon)
439    
440            ! diagnostic t, q a 2m et u, v a 10m            ! diagnostic t, q a 2m et u, v a 10m
441    
# Line 502  contains Line 458  contains
458               qairsol(j) = yqsurf(j)               qairsol(j) = yqsurf(j)
459            END DO            END DO
460    
461            CALL stdlevvar(klon, knon, nsrf, u1(:knon), v1(:knon), tair1(:knon), &            CALL stdlevvar(nsrf, u1(:knon), v1(:knon), tair1(:knon), qair1, &
462                 qair1, zgeo1, tairsol, qairsol, rugo1, psfce, patm, yt2m, &                 zgeo1, tairsol, qairsol, rugo1, psfce, patm, yt2m, yq2m, yt10m, &
463                 yq2m, yt10m, yq10m, wind10m(:knon), ustar)                 yq10m, wind10m(:knon), ustar(:knon))
464    
465            DO j = 1, knon            DO j = 1, knon
466               i = ni(j)               i = ni(j)
# Line 519  contains Line 475  contains
475    
476            CALL hbtm(ypaprs, ypplay, yt2m, yq2m, ustar(:knon), y_flux_t(:knon), &            CALL hbtm(ypaprs, ypplay, yt2m, yq2m, ustar(:knon), y_flux_t(:knon), &
477                 y_flux_q(:knon), yu, yv, yt, yq, ypblh(:knon), ycapcl, &                 y_flux_q(:knon), yu, yv, yt, yq, ypblh(:knon), ycapcl, &
478                 yoliqcl, ycteicl, ypblt, ytherm, ytrmb1, ytrmb2, ytrmb3, ylcl)                 yoliqcl, ycteicl, ypblt, ytherm, ylcl)
479    
480            DO j = 1, knon            DO j = 1, knon
481               i = ni(j)               i = ni(j)
# Line 530  contains Line 486  contains
486               cteicl(i, nsrf) = ycteicl(j)               cteicl(i, nsrf) = ycteicl(j)
487               pblt(i, nsrf) = ypblt(j)               pblt(i, nsrf) = ypblt(j)
488               therm(i, nsrf) = ytherm(j)               therm(i, nsrf) = ytherm(j)
              trmb1(i, nsrf) = ytrmb1(j)  
              trmb2(i, nsrf) = ytrmb2(j)  
              trmb3(i, nsrf) = ytrmb3(j)  
489            END DO            END DO
490    
491            DO j = 1, knon            DO j = 1, knon
# Line 553  contains Line 506  contains
506    
507      firstcal = .false.      firstcal = .false.
508    
509    END SUBROUTINE clmain    END SUBROUTINE pbl_surface
510    
511  end module clmain_m  end module pbl_surface_m
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