/[lmdze]/trunk/phylmd/Interface_surf/yamada4.f
ViewVC logotype

Diff of /trunk/phylmd/Interface_surf/yamada4.f

Parent Directory Parent Directory | Revision Log Revision Log | View Patch Patch

trunk/Sources/phylmd/yamada4.f revision 227 by guez, Thu Nov 2 15:47:03 2017 UTC trunk/phylmd/Interface_surf/yamada4.f revision 302 by guez, Thu Sep 6 13:19:51 2018 UTC
# Line 8  module yamada4_m Line 8  module yamada4_m
8    
9  contains  contains
10    
11    SUBROUTINE yamada4(dt, g, zlev, zlay, u, v, teta, cd, q2, km, kn, kq, &    SUBROUTINE yamada4(zlev, zlay, u, v, teta, q2, coefm, coefh, ustar)
        ustar, iflag_pbl)  
12    
13      ! From LMDZ4/libf/phylmd/yamada4.F, version 1.1 2004/06/22 11:45:36      ! From LMDZ4/libf/phylmd/yamada4.F, version 1.1 2004/06/22 11:45:36
14    
15        ! Library:
16      use nr_util, only: assert, assert_eq      use nr_util, only: assert, assert_eq
     USE dimphy, ONLY: klev  
17    
18      REAL, intent(in):: dt ! pas de temps      use comconst, only: dtphys
19      real, intent(in):: g      USE conf_phys_m, ONLY: iflag_pbl
20        USE dimphy, ONLY: klev
21        USE suphec_m, ONLY: rg
22    
23      REAL zlev(:, :) ! (knon, klev + 1)      REAL zlev(:, :) ! (knon, klev + 1)
24      ! altitude \`a chaque niveau (interface inf\'erieure de la couche de      ! altitude \`a chaque niveau (interface inf\'erieure de la couche de
# Line 34  contains Line 35  contains
35      ! temp\'erature potentielle au centre de chaque couche (en entr\'ee :      ! temp\'erature potentielle au centre de chaque couche (en entr\'ee :
36      ! la valeur au d\'ebut du pas de temps)      ! la valeur au d\'ebut du pas de temps)
37    
     REAL, intent(in):: cd(:) ! (knon) cdrag, valeur au d\'ebut du pas de temps  
   
38      REAL, intent(inout):: q2(:, :) ! (knon, klev + 1)      REAL, intent(inout):: q2(:, :) ! (knon, klev + 1)
39      ! $q^2$ au bas de chaque couche      ! $q^2$ au bas de chaque couche
40      ! En entr\'ee : la valeur au d\'ebut du pas de temps ; en sortie : la      ! En entr\'ee : la valeur au d\'ebut du pas de temps ; en sortie : la
41      ! valeur \`a la fin du pas de temps.      ! valeur \`a la fin du pas de temps.
42    
43      REAL km(:, :) ! (knon, klev + 1)      REAL, intent(out):: coefm(:, 2:) ! (knon, 2:klev)
44      ! diffusivit\'e turbulente de quantit\'e de mouvement (au bas de      ! diffusivit\'e turbulente de quantit\'e de mouvement (au bas de
45      ! chaque couche) (en sortie : la valeur \`a la fin du pas de temps)      ! chaque couche) (en sortie : la valeur \`a la fin du pas de temps)
46    
47      REAL kn(:, :) ! (knon, klev + 1)      REAL, intent(out):: coefh(:, 2:) ! (knon, 2:klev)
48      ! diffusivit\'e turbulente des scalaires (au bas de chaque couche)      ! diffusivit\'e turbulente des scalaires (au bas de chaque couche)
49      ! (en sortie : la valeur \`a la fin du pas de temps)      ! (en sortie : la valeur \`a la fin du pas de temps)
50    
     REAL kq(:, :) ! (knon, klev + 1)  
51      real, intent(in):: ustar(:) ! (knon)      real, intent(in):: ustar(:) ! (knon)
52    
     integer, intent(in):: iflag_pbl  
     ! iflag_pbl doit valoir entre 6 et 9  
     ! l = 6, on prend syst\'ematiquement une longueur d'\'equilibre  
     ! iflag_pbl = 6 : MY 2.0  
     ! iflag_pbl = 7 : MY 2.0.Fournier  
     ! iflag_pbl = 8 : MY 2.5  
     ! iflag_pbl = 9 : un test ?  
   
53      ! Local:      ! Local:
54      integer knon      integer knon
55      real kmin, qmin      real kmin, qmin
56      real pblhmin(size(cd)), coriol(size(cd)) ! (knon)      real pblhmin(size(ustar)), coriol(size(ustar)) ! (knon)
57      real qpre      real qpre
58      REAL unsdz(size(zlay, 1), size(zlay, 2)) ! (knon, klev)      REAL unsdz(size(zlay, 1), size(zlay, 2)) ! (knon, klev)
59      REAL unsdzdec(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)      REAL unsdzdec(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)
     REAL kmpre(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)  
     real tmp2  
     REAL mpre(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)  
60      real delta(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)      real delta(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)
61      real aa(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)      real aa(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)
62      real aa1      real aa1
# Line 85  contains Line 72  contains
72            
73      real zq      real zq
74      real dtetadz(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)      real dtetadz(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)
     real m2cstat, mcstat, kmcstat  
75      real l(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)      real l(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)
76      real l0(size(cd)) ! (knon)      real l0(size(ustar)) ! (knon)
77      real sq(size(cd)), sqz(size(cd)) ! (knon)      real sq(size(ustar)), sqz(size(ustar)) ! (knon)
78      real zz(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)      real zz(size(zlev, 1), size(zlev, 2)) ! (knon, klev + 1)
79      integer iter      integer iter
80      real:: ric = 0.195, rifc = 0.191, b1 = 16.6      real:: ric = 0.195, rifc = 0.191, b1 = 16.6
81    
82      !-----------------------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------------------
83    
84      call assert(iflag_pbl >= 6 .and. iflag_pbl <= 9, "yamada4 iflag_pbl")      call assert(any(iflag_pbl == [6, 8, 9]), "yamada4 iflag_pbl")
85      knon = assert_eq([size(zlev, 1), size(zlay, 1), size(u, 1), size(v, 1), &      knon = assert_eq([size(zlev, 1), size(zlay, 1), size(u, 1), size(v, 1), &
86           size(teta, 1), size(cd), size(q2, 1), size(km, 1), size(kn, 1), &           size(teta, 1), size(ustar), size(q2, 1), size(coefm, 1), &
87           size(kq, 1)], "yamada4 knon")           size(coefh, 1)], "yamada4 knon")
88      call assert(klev == [size(zlev, 2) - 1, size(zlay, 2), size(u, 2), &      call assert(klev == [size(zlev, 2) - 1, size(zlay, 2), size(u, 2), &
89           size(v, 2), size(teta, 2), size(q2, 2) - 1, size(km, 2) - 1, &           size(v, 2), size(teta, 2), size(q2, 2) - 1, size(coefm, 2) + 1, &
90           size(kn, 2) - 1, size(kq, 2) - 1], "yamada4 klev")           size(coefh, 2) + 1], "yamada4 klev")
91    
92      ipas = ipas + 1      ipas = ipas + 1
93    
# Line 137  contains Line 123  contains
123            m2(ig, k) = ((u(ig, k)-u(ig, k-1))**2 + (v(ig, k)-v(ig, k-1))**2) &            m2(ig, k) = ((u(ig, k)-u(ig, k-1))**2 + (v(ig, k)-v(ig, k-1))**2) &
124                 /(dz(ig, k)*dz(ig, k))                 /(dz(ig, k)*dz(ig, k))
125            dtetadz(ig, k) = (teta(ig, k)-teta(ig, k-1))/dz(ig, k)            dtetadz(ig, k) = (teta(ig, k)-teta(ig, k-1))/dz(ig, k)
126            n2(ig, k) = g*2.*dtetadz(ig, k)/(teta(ig, k-1) + teta(ig, k))            n2(ig, k) = rg*2.*dtetadz(ig, k)/(teta(ig, k-1) + teta(ig, k))
127            ri = n2(ig, k)/max(m2(ig, k), 1.e-10)            ri = n2(ig, k)/max(m2(ig, k), 1.e-10)
128            if (ri.lt.ric) then            if (ri.lt.ric) then
129               rif(ig, k) = frif(ri)               rif(ig, k) = frif(ri)
# Line 217  contains Line 203  contains
203         enddo         enddo
204      enddo      enddo
205    
     ! Yamada 2.0  
206      if (iflag_pbl == 6) then      if (iflag_pbl == 6) then
207           ! Yamada 2.0
208         do k = 2, klev         do k = 2, klev
209            do ig = 1, knon            do ig = 1, knon
210               q2(ig, k) = l(ig, k)**2 * zz(ig, k)               q2(ig, k) = l(ig, k)**2 * zz(ig, k)
211            enddo            enddo
212         enddo         enddo
     else if (iflag_pbl == 7) then  
        ! Yamada 2.Fournier  
   
        ! Calcul de l, km, au pas precedent  
        do k = 2, klev  
           do ig = 1, knon  
              delta(ig, k) = q2(ig, k) / (l(ig, k)**2 * sm(ig, k))  
              kmpre(ig, k) = l(ig, k) * sqrt(q2(ig, k)) * sm(ig, k)  
              mpre(ig, k) = sqrt(m2(ig, k))  
           enddo  
        enddo  
   
        do k = 2, klev-1  
           do ig = 1, knon  
              m2cstat = max(alpha(ig, k)*n2(ig, k) + delta(ig, k)/b1, 1.e-12)  
              mcstat = sqrt(m2cstat)  
   
              ! puis on ecrit la valeur de q qui annule l'equation de m  
              ! supposee en q3  
   
              IF (k == 2) THEN  
                 kmcstat = 1.E+0 / mcstat &  
                      *(unsdz(ig, k)*kmpre(ig, k + 1) &  
                      *mpre(ig, k + 1) &  
                      + unsdz(ig, k-1) &  
                      *cd(ig) &  
                      *(sqrt(u(ig, 3)**2 + v(ig, 3)**2) &  
                      -mcstat/unsdzdec(ig, k) &  
                      -mpre(ig, k + 1)/unsdzdec(ig, k + 1))**2) &  
                      /(unsdz(ig, k) + unsdz(ig, k-1))  
              ELSE  
                 kmcstat = 1.E+0 / mcstat &  
                      *(unsdz(ig, k)*kmpre(ig, k + 1) &  
                      *mpre(ig, k + 1) &  
                      + unsdz(ig, k-1)*kmpre(ig, k-1) &  
                      *mpre(ig, k-1)) &  
                      /(unsdz(ig, k) + unsdz(ig, k-1))  
              ENDIF  
              tmp2 = kmcstat / (sm(ig, k) / q2(ig, k)) /l(ig, k)  
              q2(ig, k) = max(tmp2, 1.e-12)**(2./3.)  
           enddo  
        enddo  
213      else if (iflag_pbl >= 8) then      else if (iflag_pbl >= 8) then
214         ! Yamada 2.5 a la Didi         ! Yamada 2.5 a la Didi
215    
216         ! Calcul de l, km, au pas precedent         ! Calcul de l, coefm, au pas precedent
217         do k = 2, klev         do k = 2, klev
218            do ig = 1, knon            do ig = 1, knon
219               delta(ig, k) = q2(ig, k)/(l(ig, k)**2*sm(ig, k))               delta(ig, k) = q2(ig, k)/(l(ig, k)**2*sm(ig, k))
220               if (delta(ig, k).lt.1.e-20) then               if (delta(ig, k).lt.1.e-20) then
221                  delta(ig, k) = 1.e-20                  delta(ig, k) = 1.e-20
222               endif               endif
223               km(ig, k) = l(ig, k)*sqrt(q2(ig, k))*sm(ig, k)               coefm(ig, k) = l(ig, k)*sqrt(q2(ig, k))*sm(ig, k)
224               aa1 = (m2(ig, k)*(1.-rif(ig, k))-delta(ig, k)/b1)               aa1 = (m2(ig, k)*(1.-rif(ig, k))-delta(ig, k)/b1)
225               aa(ig, k) = aa1*dt/(delta(ig, k)*l(ig, k))               aa(ig, k) = aa1*dtphys/(delta(ig, k)*l(ig, k))
226               qpre = sqrt(q2(ig, k))               qpre = sqrt(q2(ig, k))
227               if (iflag_pbl == 8) then               if (iflag_pbl == 8) then
228                  if (aa(ig, k).gt.0.) then                  if (aa(ig, k).gt.0.) then
# Line 303  contains Line 247  contains
247      do k = 2, klev      do k = 2, klev
248         do ig = 1, knon         do ig = 1, knon
249            zq = sqrt(q2(ig, k))            zq = sqrt(q2(ig, k))
250            km(ig, k) = l(ig, k)*zq*sm(ig, k)            coefm(ig, k) = l(ig, k)*zq*sm(ig, k)
251            kn(ig, k) = km(ig, k)*alpha(ig, k)            coefh(ig, k) = coefm(ig, k)*alpha(ig, k)
           kq(ig, k) = l(ig, k)*zq*0.2  
252         enddo         enddo
253      enddo      enddo
254    
# Line 328  contains Line 271  contains
271            else            else
272               kmin = -1. ! kmin n'est utilise que pour les SL stables.               kmin = -1. ! kmin n'est utilise que pour les SL stables.
273            endif            endif
274            if (kn(ig, k).lt.kmin.or.km(ig, k).lt.kmin) then            if (coefh(ig, k).lt.kmin.or.coefm(ig, k).lt.kmin) then
275               kn(ig, k) = kmin               coefh(ig, k) = kmin
276               km(ig, k) = kmin               coefm(ig, k) = kmin
              kq(ig, k) = kmin  
277               ! la longueur de melange est suposee etre l = kap z               ! la longueur de melange est suposee etre l = kap z
278               ! K = l q Sm d'ou q2 = (K/l Sm)**2               ! K = l q Sm d'ou q2 = (K/l Sm)**2
279               q2(ig, k) = (qmin/sm(ig, k))**2               q2(ig, k) = (qmin/sm(ig, k))**2
Legend:
Removed from v.227  
changed lines
  Added in v.302
  ViewVC Help
Powered by ViewVC 1.1.21