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trunk/libf/phylmd/clcdrag.f90 revision 38 by guez, Thu Jan 6 17:52:19 2011 UTC trunk/phylmd/cdrag.f revision 275 by guez, Wed Jul 11 17:06:09 2018 UTC
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1  !  module cdrag_m
2  ! $Header: /home/cvsroot/LMDZ4/libf/phylmd/clcdrag.F90,v 1.1.1.1 2004/05/19 12:53:07 lmdzadmin Exp $  
3  !    IMPLICIT NONE
4        SUBROUTINE clcdrag(klon, knon, nsrf, zxli, &  
5                           u, v, t, q, zgeop, &  contains
6                           ts, qsurf, rugos, &  
7                           pcfm, pcfh)    SUBROUTINE cdrag(nsrf, speed, t, q, zgeop, psol, ts, qsurf, rugos, pcfm, &
8        use indicesol         pcfh, pref)
9        use SUPHEC_M  
10        use yoethf_m      ! From LMDZ4/libf/phylmd/clcdrag.F90 and
11        IMPLICIT NONE      ! LMDZ4/libf/phylmd/coefcdrag.F90, version 1.1.1.1, 2004/05/19
12  ! ================================================================= c      ! 12:53:07
13  !  
14  ! Objet : calcul des cdrags pour le moment (pcfm) et      ! Objet : calcul des drag coefficients au sol pour le moment et
15  !         les flux de chaleur sensible et latente (pcfh).        ! les flux de chaleur sensible et latente et calcul de la pression
16  !      ! au niveau de reference.
17  ! ================================================================= c  
18  !      ! I. Musat, 01 Jul 2002
19  ! klon----input-I- dimension de la grille physique (= nb_pts_latitude X nb_pts_longitude)  
20  ! knon----input-I- nombre de points pour un type de surface      use clesphys, only: f_cdrag_oce, f_cdrag_ter
21  ! nsrf----input-I- indice pour le type de surface; voir indicesol.inc      use indicesol, only: is_oce
22  ! zxli----input-L- calcul des cdrags selon Laurent Li      use nr_util, only: assert_eq
23  ! u-------input-R- vent zonal au 1er niveau du modele      use SUPHEC_M, only: rcpd, rd, retv, rg
24  ! v-------input-R- vent meridien au 1er niveau du modele      USE yoethf_m, ONLY: rvtmp2
25  ! t-------input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele  
26  ! q-------input-R- humidite de l'air au 1er niveau du modele      INTEGER, intent(in):: nsrf ! indice pour le type de surface
27  ! zgeop---input-R- geopotentiel au 1er niveau du modele  
28  ! ts------input-R- temperature de l'air a la surface      REAL, intent(in):: speed(:) ! (knon)
29  ! qsurf---input-R- humidite de l'air a la surface      ! norm of the wind at the first model level
30  ! rugos---input-R- rugosite  
31  !      REAL, intent(in):: t(:) ! (knon)
32  ! pcfm---output-R- cdrag pour le moment      ! temperature de l'air au 1er niveau du modele
33  ! pcfh---output-R- cdrag pour les flux de chaleur latente et sensible  
34  !      REAL, intent(in):: q(:) ! (knon) ! humidite de l'air au 1er niveau du modele
35        INTEGER, intent(in) :: klon, knon, nsrf  
36        LOGICAL, intent(in) :: zxli      REAL, intent(in):: zgeop(:) ! (knon)
37        REAL, intent(in), dimension(klon) :: u, v, t, q, zgeop      ! g\'eopotentiel au 1er niveau du mod\`ele
38        REAL, intent(in), dimension(klon) :: ts, qsurf      
39        REAL, intent(in), dimension(klon) :: rugos      REAL, intent(in) :: psol(:) ! (knon) pression au sol
40        REAL, intent(out), dimension(klon) :: pcfm, pcfh      REAL, intent(in):: ts(:) ! (knon) temperature de l'air a la surface
41  ! ================================================================= c      REAL, intent(in):: qsurf(:) ! (knon) humidite de l'air a la surface
42  !      REAL, intent(in):: rugos(:) ! (knon) rugosit\'e
43  !      REAL, intent(out):: pcfm(:) ! (knon) drag coefficient pour le moment
44  ! Quelques constantes et options:  
45  !!$PB      REAL, PARAMETER :: ckap=0.35, cb=5.0, cc=5.0, cd=5.0, cepdu2=(0.1)**2      REAL, intent(out):: pcfh(:) ! (knon)
46        REAL, PARAMETER :: ckap=0.40, cb=5.0, cc=5.0, cd=5.0, cepdu2=(0.1)**2      ! drag coefficient pour les flux de chaleur latente et sensible
47  !  
48  ! Variables locales :      REAL, intent(out), optional:: pref(:) ! (knon) pression au niveau zgeop/RG
49        INTEGER :: i  
50        REAL :: zdu2, ztsolv, ztvd, zscf      ! Local:
51        REAL :: zucf, zcr      REAL, PARAMETER:: ckap=0.40, cb=5.0, cc=5.0, cd=5.0, cepdu2=0.1**2
52        REAL :: friv, frih      INTEGER i, knon
53        REAL, dimension(klon) :: zcfm1, zcfm2      REAL zdu2, ztsolv, ztvd, zscf, zucf, zcr, friv, frih
54        REAL, dimension(klon) :: zcfh1, zcfh2      REAL zcfm1, zcfh1, zcfm2, zcfh2
55        REAL, dimension(klon) :: zcdn      real zcdn ! drag coefficient neutre
56        REAL, dimension(klon) :: zri  
57  !      REAL zri
58  ! Fonctions thermodynamiques et fonctions d'instabilite      ! nb. Richardson entre la surface et la couche zgeop/RG
59        REAL :: fsta, fins, x      ! nombre de Richardson entre la surface et le niveau de reference (zri)
60        fsta(x) = 1.0 / (1.0+10.0*x*(1+8.0*x))  
61        fins(x) = SQRT(1.0-18.0*x)      !-------------------------------------------------------------------------
62  ! ================================================================= c  
63  !      knon = assert_eq([size(speed), size(t), size(q), size(zgeop), size(ts), &
64  ! Calculer le frottement au sol (Cdrag)           size(qsurf), size(rugos), size(pcfm), size(pcfh), size(pcfm)], &
65  !           "cdrag knon")
66        DO i = 1, knon      
67          zdu2 = max(cepdu2,u(i)**2+v(i)**2)      DO i = 1, knon
68          ztsolv = ts(i) * (1.0+RETV*qsurf(i))         zdu2 = max(cepdu2, speed(i)**2)
69          ztvd = (t(i)+zgeop(i)/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i))) &         ztsolv = ts(i) * (1. + RETV * max(qsurf(i), 0.))
70               *(1.+RETV*q(i))         ztvd = (t(i)+zgeop(i)/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i))) *(1.+RETV*q(i))
71          zri(i) = zgeop(i)*(ztvd-ztsolv)/(zdu2*ztvd)         zri = zgeop(i)*(ztvd-ztsolv)/(zdu2*ztvd)
72          zcdn(i) = (ckap/log(1.+zgeop(i)/(RG*rugos(i))))**2         zcdn = (ckap/log(1.+zgeop(i)/(RG*rugos(i))))**2
73  !  
74  !!$        IF (zri(i) .ge. 0.) THEN      ! situation stable         IF (zri > 0.) THEN
75          IF (zri(i) .gt. 0.) THEN      ! situation stable            ! Situation stable. Pour eviter les inconsistances dans les cas
76            zri(i) = min(20.,zri(i))            ! tres stables on limite zri a 20. cf Hess et al. (1995).
77            IF (.NOT.zxli) THEN            zri = min(20., zri)
78              zscf = SQRT(1.+cd*ABS(zri(i)))            zscf = SQRT(1.+cd*ABS(zri))
79              FRIV = AMAX1(1. / (1.+2.*CB*zri(i)/ZSCF), 0.1)            friv = max(1. / (1.+2.*CB*zri/ zscf), 0.1)
80              zcfm1(i) = zcdn(i) * FRIV            zcfm1 = zcdn * friv
81              FRIH = AMAX1(1./ (1.+3.*CB*zri(i)*ZSCF), 0.1 )            frih = max(1./ (1.+3.*CB*zri*zscf), 0.1)
82  !!$  PB          zcfh1(i) = zcdn(i) * FRIH            zcfh1 = f_cdrag_ter * zcdn * frih
83              zcfh1(i) = 0.8 * zcdn(i) * FRIH            IF (nsrf == is_oce) zcfh1 = f_cdrag_oce * zcdn * frih
84              pcfm(i) = zcfm1(i)            pcfm(i) = zcfm1
85              pcfh(i) = zcfh1(i)            pcfh(i) = zcfh1
86            ELSE         ELSE
87              pcfm(i) = zcdn(i)* fsta(zri(i))            ! situation instable
88              pcfh(i) = zcdn(i)* fsta(zri(i))            zucf = 1./(1.+3.0*cb*cc*zcdn*SQRT(ABS(zri) &
89            ENDIF                 *(1.0+zgeop(i)/(RG*rugos(i)))))
90          ELSE                          ! situation instable            zcfm2 = zcdn*max((1.-2.0*cb*zri*zucf), 0.1)
91            IF (.NOT.zxli) THEN            zcfh2 = f_cdrag_ter * zcdn*max((1.-3.0*cb*zri*zucf), 0.1)
92              zucf = 1./(1.+3.0*cb*cc*zcdn(i)*SQRT(ABS(zri(i)) &            pcfm(i) = zcfm2
93                   *(1.0+zgeop(i)/(RG*rugos(i)))))            pcfh(i) = zcfh2
94              zcfm2(i) = zcdn(i)*amax1((1.-2.0*cb*zri(i)*zucf),0.1)  
95  !!$PB            zcfh2(i) = zcdn(i)*amax1((1.-3.0*cb*zri(i)*zucf),0.1)            ! pcfh sur l'ocean cf. Miller et al. (1992)
96              zcfh2(i) = 0.8 * zcdn(i)*amax1((1.-3.0*cb*zri(i)*zucf),0.1)            zcr = (0.0016/(zcdn*SQRT(zdu2)))*ABS(ztvd-ztsolv)**(1./3.)
97              pcfm(i) = zcfm2(i)            IF (nsrf == is_oce) pcfh(i) = f_cdrag_oce * zcdn &
98              pcfh(i) = zcfh2(i)                 * (1. + zcr**1.25)**(1. / 1.25)
99            ELSE         ENDIF
100              pcfm(i) = zcdn(i)* fins(zri(i))      END DO
101              pcfh(i) = zcdn(i)* fins(zri(i))  
102            ENDIF      if (present(pref)) &
103              zcr = (0.0016/(zcdn(i)*SQRT(zdu2)))*ABS(ztvd-ztsolv)**(1./3.)           pref = exp(log(psol) - zgeop / (RD * t * (1. + RETV * max(q, 0.))))
104            IF(nsrf.EQ.is_oce) pcfh(i) =0.8* zcdn(i)*(1.0+zcr**1.25)**(1./1.25)  
105          ENDIF    END SUBROUTINE cdrag
106        END DO  
107        RETURN  end module cdrag_m
       END SUBROUTINE clcdrag  

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