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revision 174 by guez, Wed Nov 25 20:14:19 2015 UTC revision 221 by guez, Thu Apr 20 14:44:47 2017 UTC
# Line 4  module clqh_m Line 4  module clqh_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE clqh(dtime, itime, jour, debut, rlat, knon, nisurf, knindex, &    SUBROUTINE clqh(dtime, julien, debut, nisurf, knindex, tsoil, qsol, rmu0, &
8         pctsrf, tsoil, qsol, rmu0, co2_ppm, rugos, rugoro, u1lay, v1lay, coef, &         rugos, rugoro, u1lay, v1lay, coef, t, q, ts, paprs, pplay, delp, &
9         t, q, ts, paprs, pplay, delp, radsol, albedo, snow, qsurf, &         radsol, albedo, snow, qsurf, precip_rain, precip_snow, fder, fluxlat, &
10         precip_rain, precip_snow, fder, swnet, fluxlat, pctsrf_new, agesno, &         pctsrf_new_sic, agesno, d_t, d_q, d_ts, z0_new, flux_t, flux_q, &
11         d_t, d_q, d_ts, z0_new, flux_t, flux_q, dflux_s, dflux_l, fqcalving, &         dflux_s, dflux_l, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)
        ffonte, run_off_lic_0, flux_o, flux_g)  
12    
13      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS)      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS)
14      ! Date: 1993/08/18      ! Date: 1993/08/18
15      ! Objet : diffusion verticale de "q" et de "h"      ! Objet : diffusion verticale de "q" et de "h"
16    
17      USE conf_phys_m, ONLY: iflag_pbl      USE conf_phys_m, ONLY: iflag_pbl
     USE dimens_m, ONLY: iim, jjm  
18      USE dimphy, ONLY: klev, klon      USE dimphy, ONLY: klev, klon
     USE dimsoil, ONLY: nsoilmx  
     USE indicesol, ONLY: is_ter, nbsrf  
19      USE interfsurf_hq_m, ONLY: interfsurf_hq      USE interfsurf_hq_m, ONLY: interfsurf_hq
20      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, rg, rkappa      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, rg, rkappa
21    
22      REAL, intent(in):: dtime ! intervalle du temps (s)      REAL, intent(in):: dtime ! intervalle du temps (s)
23      integer, intent(in):: itime      integer, intent(in):: julien ! jour de l'annee en cours
     integer, intent(in):: jour ! jour de l'annee en cours  
24      logical, intent(in):: debut      logical, intent(in):: debut
25      real, intent(in):: rlat(klon)      integer, intent(in):: nisurf
     INTEGER, intent(in):: knon  
     integer nisurf  
26      integer, intent(in):: knindex(:) ! (knon)      integer, intent(in):: knindex(:) ! (knon)
27      real, intent(in):: pctsrf(klon, nbsrf)      REAL, intent(inout):: tsoil(:, :) ! (knon, nsoilmx)
     REAL tsoil(klon, nsoilmx)  
28    
29      REAL, intent(inout):: qsol(klon)      REAL, intent(inout):: qsol(klon)
30      ! column-density of water in soil, in kg m-2      ! column-density of water in soil, in kg m-2
31    
32      real, intent(in):: rmu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal      real, intent(in):: rmu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal
     REAL, intent(in):: co2_ppm ! taux CO2 atmosphere  
33      real rugos(klon) ! rugosite      real rugos(klon) ! rugosite
34      REAL rugoro(klon)      REAL rugoro(klon)
35      REAL u1lay(klon) ! vitesse u de la 1ere couche (m / s)      REAL u1lay(klon) ! vitesse u de la 1ere couche (m / s)
# Line 51  contains Line 42  contains
42    
43      REAL t(klon, klev) ! temperature (K)      REAL t(klon, klev) ! temperature (K)
44      REAL q(klon, klev) ! humidite specifique (kg / kg)      REAL q(klon, klev) ! humidite specifique (kg / kg)
45      REAL, intent(in):: ts(klon) ! temperature du sol (K)      REAL, intent(in):: ts(:) ! (knon) temperature du sol (K)
46      REAL paprs(klon, klev+1) ! pression a inter-couche (Pa)      REAL paprs(klon, klev + 1) ! pression a inter-couche (Pa)
47      REAL pplay(klon, klev) ! pression au milieu de couche (Pa)      REAL pplay(klon, klev) ! pression au milieu de couche (Pa)
48      REAL delp(klon, klev) ! epaisseur de couche en pression (Pa)      REAL delp(klon, klev) ! epaisseur de couche en pression (Pa)
49      REAL radsol(klon) ! ray. net au sol (Solaire+IR) W / m2      REAL radsol(klon) ! ray. net au sol (Solaire + IR) W / m2
50      REAL, intent(inout):: albedo(:) ! (knon) albedo de la surface      REAL, intent(inout):: albedo(:) ! (knon) albedo de la surface
51      REAL snow(klon) ! hauteur de neige      REAL, intent(inout):: snow(:) ! (knon) ! hauteur de neige
52      REAL qsurf(klon) ! humidite de l'air au dessus de la surface      REAL qsurf(klon) ! humidite de l'air au dessus de la surface
53    
54      real, intent(in):: precip_rain(klon)      real, intent(in):: precip_rain(klon)
# Line 67  contains Line 58  contains
58      ! solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down      ! solid water mass flux (kg / m2 / s), positive down
59    
60      real, intent(inout):: fder(klon)      real, intent(inout):: fder(klon)
61      real swnet(klon)      real, intent(out):: fluxlat(:) ! (knon)
62      real fluxlat(klon)      real, intent(in):: pctsrf_new_sic(:) ! (klon)
63      real pctsrf_new(klon, nbsrf)      REAL, intent(inout):: agesno(:) ! (knon)
     REAL, intent(inout):: agesno(klon)  
64      REAL d_t(klon, klev) ! incrementation de "t"      REAL d_t(klon, klev) ! incrementation de "t"
65      REAL d_q(klon, klev) ! incrementation de "q"      REAL d_q(klon, klev) ! incrementation de "q"
66      REAL, intent(out):: d_ts(:) ! (knon) incrementation de "ts"      REAL, intent(out):: d_ts(:) ! (knon) variation of surface temperature
67      real z0_new(klon)      real z0_new(klon)
68      REAL flux_t(klon, klev) ! (diagnostic) flux de la chaleur  
69      ! sensible, flux de Cp*T, positif vers      REAL, intent(out):: flux_t(:) ! (knon)
70      ! le bas: j / (m**2 s) c.a.d.: W / m2      ! (diagnostic) flux de chaleur sensible (Cp T) à la surface,
71      REAL flux_q(klon, klev) ! flux de la vapeur d'eau:kg / (m**2 s)      ! positif vers le bas, W / m2
72    
73        REAL, intent(out):: flux_q(:) ! (knon)
74        ! flux de la vapeur d'eau à la surface, en kg / (m**2 s)
75    
76      REAL dflux_s(klon) ! derivee du flux sensible dF / dTs      REAL dflux_s(klon) ! derivee du flux sensible dF / dTs
77      REAL dflux_l(klon) ! derivee du flux latent dF / dTs      REAL dflux_l(klon) ! derivee du flux latent dF / dTs
78    
# Line 91  contains Line 85  contains
85    
86      REAL run_off_lic_0(klon)! runof glacier au pas de temps precedent      REAL run_off_lic_0(klon)! runof glacier au pas de temps precedent
87    
     !IM "slab" ocean  
   
     REAL, intent(out):: flux_o(klon) ! flux entre l'ocean et l'atmosphere W / m2  
   
     REAL, intent(out):: flux_g(klon)  
     ! flux entre l'ocean et la glace de mer W / m2  
   
88      ! Local:      ! Local:
89    
90      REAL evap(klon) ! evaporation au sol      INTEGER knon
91        REAL evap(size(knindex)) ! (knon) evaporation au sol
92    
93      INTEGER i, k      INTEGER i, k
94      REAL zx_cq(klon, klev)      REAL zx_cq(klon, klev)
# Line 112  contains Line 100  contains
100      REAL zx_coef(klon, klev)      REAL zx_coef(klon, klev)
101      REAL local_h(klon, klev) ! enthalpie potentielle      REAL local_h(klon, klev) ! enthalpie potentielle
102      REAL local_q(klon, klev)      REAL local_q(klon, klev)
     REAL local_ts(klon)  
103      REAL psref(klon) ! pression de reference pour temperature potent.      REAL psref(klon) ! pression de reference pour temperature potent.
104      REAL zx_pkh(klon, klev), zx_pkf(klon, klev)      REAL zx_pkh(klon, klev), zx_pkf(klon, klev)
105    
# Line 123  contains Line 110  contains
110      REAL z_gamaq(klon, 2:klev), z_gamah(klon, 2:klev)      REAL z_gamaq(klon, 2:klev), z_gamah(klon, 2:klev)
111      REAL zdelz      REAL zdelz
112    
     real zlev1(klon)  
113      real temp_air(klon), spechum(klon)      real temp_air(klon), spechum(klon)
     real epot_air(klon), ccanopy(klon)  
114      real tq_cdrag(klon), petAcoef(klon), peqAcoef(klon)      real tq_cdrag(klon), petAcoef(klon), peqAcoef(klon)
115      real petBcoef(klon), peqBcoef(klon)      real petBcoef(klon), peqBcoef(klon)
     real swdown(klon)  
116      real p1lay(klon)      real p1lay(klon)
117    
118      real fluxsens(klon)      real tsurf_new(size(knindex)) ! (knon)
     real tsurf_new(knon)  
119      real zzpk      real zzpk
120    
121      !----------------------------------------------------------------      !----------------------------------------------------------------
122    
123        knon = size(knindex)
124    
125      if (iflag_pbl == 1) then      if (iflag_pbl == 1) then
126         do k = 3, klev         do k = 3, klev
127            do i = 1, knon            do i = 1, knon
# Line 159  contains Line 144  contains
144    
145      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
146         psref(i) = paprs(i, 1) !pression de reference est celle au sol         psref(i) = paprs(i, 1) !pression de reference est celle au sol
        local_ts(i) = ts(i)  
147      ENDDO      ENDDO
148      DO k = 1, klev      DO k = 1, klev
149         DO i = 1, knon         DO i = 1, knon
# Line 174  contains Line 158  contains
158    
159      DO k = 2, klev      DO k = 2, klev
160         DO i = 1, knon         DO i = 1, knon
161            zx_coef(i, k) = coef(i, k)*RG / (pplay(i, k - 1) - pplay(i, k)) &            zx_coef(i, k) = coef(i, k) * RG / (pplay(i, k - 1) - pplay(i, k)) &
162                 *(paprs(i, k)*2 / (t(i, k)+t(i, k - 1)) / RD)**2                 * (paprs(i, k) * 2 / (t(i, k) + t(i, k - 1)) / RD)**2
163            zx_coef(i, k) = zx_coef(i, k) * dtime*RG            zx_coef(i, k) = zx_coef(i, k) * dtime * RG
164         ENDDO         ENDDO
165      ENDDO      ENDDO
166    
# Line 184  contains Line 168  contains
168    
169      DO k = 2, klev      DO k = 2, klev
170         DO i = 1, knon         DO i = 1, knon
171            zdelz = RD * (t(i, k - 1)+t(i, k)) / 2.0 / RG / paprs(i, k) &            zdelz = RD * (t(i, k - 1) + t(i, k)) / 2.0 / RG / paprs(i, k) &
172                 *(pplay(i, k - 1) - pplay(i, k))                 * (pplay(i, k - 1) - pplay(i, k))
173            z_gamaq(i, k) = gamq(i, k) * zdelz            z_gamaq(i, k) = gamq(i, k) * zdelz
174            z_gamah(i, k) = gamt(i, k) * zdelz *RCPD * zx_pkh(i, k)            z_gamah(i, k) = gamt(i, k) * zdelz * RCPD * zx_pkh(i, k)
175         ENDDO         ENDDO
176      ENDDO      ENDDO
177      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
178         zx_buf1(i) = zx_coef(i, klev) + delp(i, klev)         zx_buf1(i) = zx_coef(i, klev) + delp(i, klev)
179         zx_cq(i, klev) = (local_q(i, klev)*delp(i, klev) &         zx_cq(i, klev) = (local_q(i, klev) * delp(i, klev) &
180              - zx_coef(i, klev)*z_gamaq(i, klev)) / zx_buf1(i)              - zx_coef(i, klev) * z_gamaq(i, klev)) / zx_buf1(i)
181         zx_dq(i, klev) = zx_coef(i, klev) / zx_buf1(i)         zx_dq(i, klev) = zx_coef(i, klev) / zx_buf1(i)
182    
183         zzpk=(pplay(i, klev) / psref(i))**RKAPPA         zzpk=(pplay(i, klev) / psref(i))**RKAPPA
184         zx_buf2(i) = zzpk*delp(i, klev) + zx_coef(i, klev)         zx_buf2(i) = zzpk * delp(i, klev) + zx_coef(i, klev)
185         zx_ch(i, klev) = (local_h(i, klev)*zzpk*delp(i, klev) &         zx_ch(i, klev) = (local_h(i, klev) * zzpk * delp(i, klev) &
186              - zx_coef(i, klev)*z_gamah(i, klev)) / zx_buf2(i)              - zx_coef(i, klev) * z_gamah(i, klev)) / zx_buf2(i)
187         zx_dh(i, klev) = zx_coef(i, klev) / zx_buf2(i)         zx_dh(i, klev) = zx_coef(i, klev) / zx_buf2(i)
188      ENDDO      ENDDO
189      DO k = klev - 1, 2, - 1      DO k = klev - 1, 2, - 1
190         DO i = 1, knon         DO i = 1, knon
191            zx_buf1(i) = delp(i, k)+zx_coef(i, k) &            zx_buf1(i) = delp(i, k) + zx_coef(i, k) &
192                 +zx_coef(i, k+1)*(1. - zx_dq(i, k+1))                 + zx_coef(i, k + 1) * (1. - zx_dq(i, k + 1))
193            zx_cq(i, k) = (local_q(i, k)*delp(i, k) &            zx_cq(i, k) = (local_q(i, k) * delp(i, k) &
194                 +zx_coef(i, k+1)*zx_cq(i, k+1) &                 + zx_coef(i, k + 1) * zx_cq(i, k + 1) &
195                 +zx_coef(i, k+1)*z_gamaq(i, k+1) &                 + zx_coef(i, k + 1) * z_gamaq(i, k + 1) &
196                 - zx_coef(i, k)*z_gamaq(i, k)) / zx_buf1(i)                 - zx_coef(i, k) * z_gamaq(i, k)) / zx_buf1(i)
197            zx_dq(i, k) = zx_coef(i, k) / zx_buf1(i)            zx_dq(i, k) = zx_coef(i, k) / zx_buf1(i)
198    
199            zzpk=(pplay(i, k) / psref(i))**RKAPPA            zzpk=(pplay(i, k) / psref(i))**RKAPPA
200            zx_buf2(i) = zzpk*delp(i, k)+zx_coef(i, k) &            zx_buf2(i) = zzpk * delp(i, k) + zx_coef(i, k) &
201                 +zx_coef(i, k+1)*(1. - zx_dh(i, k+1))                 + zx_coef(i, k + 1) * (1. - zx_dh(i, k + 1))
202            zx_ch(i, k) = (local_h(i, k)*zzpk*delp(i, k) &            zx_ch(i, k) = (local_h(i, k) * zzpk * delp(i, k) &
203                 +zx_coef(i, k+1)*zx_ch(i, k+1) &                 + zx_coef(i, k + 1) * zx_ch(i, k + 1) &
204                 +zx_coef(i, k+1)*z_gamah(i, k+1) &                 + zx_coef(i, k + 1) * z_gamah(i, k + 1) &
205                 - zx_coef(i, k)*z_gamah(i, k)) / zx_buf2(i)                 - zx_coef(i, k) * z_gamah(i, k)) / zx_buf2(i)
206            zx_dh(i, k) = zx_coef(i, k) / zx_buf2(i)            zx_dh(i, k) = zx_coef(i, k) / zx_buf2(i)
207         ENDDO         ENDDO
208      ENDDO      ENDDO
209    
210      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
211         zx_buf1(i) = delp(i, 1) + zx_coef(i, 2)*(1. - zx_dq(i, 2))         zx_buf1(i) = delp(i, 1) + zx_coef(i, 2) * (1. - zx_dq(i, 2))
212         zx_cq(i, 1) = (local_q(i, 1)*delp(i, 1) &         zx_cq(i, 1) = (local_q(i, 1) * delp(i, 1) &
213              +zx_coef(i, 2)*(z_gamaq(i, 2)+zx_cq(i, 2))) &              + zx_coef(i, 2) * (z_gamaq(i, 2) + zx_cq(i, 2))) / zx_buf1(i)
             / zx_buf1(i)  
214         zx_dq(i, 1) = - 1. * RG / zx_buf1(i)         zx_dq(i, 1) = - 1. * RG / zx_buf1(i)
215    
216         zzpk=(pplay(i, 1) / psref(i))**RKAPPA         zzpk=(pplay(i, 1) / psref(i))**RKAPPA
217         zx_buf2(i) = zzpk*delp(i, 1) + zx_coef(i, 2)*(1. - zx_dh(i, 2))         zx_buf2(i) = zzpk * delp(i, 1) + zx_coef(i, 2) * (1. - zx_dh(i, 2))
218         zx_ch(i, 1) = (local_h(i, 1)*zzpk*delp(i, 1) &         zx_ch(i, 1) = (local_h(i, 1) * zzpk * delp(i, 1) &
219              +zx_coef(i, 2)*(z_gamah(i, 2)+zx_ch(i, 2))) &              + zx_coef(i, 2) * (z_gamah(i, 2) + zx_ch(i, 2))) / zx_buf2(i)
             / zx_buf2(i)  
220         zx_dh(i, 1) = - 1. * RG / zx_buf2(i)         zx_dh(i, 1) = - 1. * RG / zx_buf2(i)
221      ENDDO      ENDDO
222    
223      ! Appel a interfsurf (appel generique) routine d'interface avec la surface      ! Appel \`a interfsurf (appel g\'en\'erique) routine d'interface
224        ! avec la surface
225    
226      ! initialisation      ! Initialisation
227      petAcoef =0.      petAcoef =0.
228      peqAcoef = 0.      peqAcoef = 0.
229      petBcoef =0.      petBcoef =0.
# Line 253  contains Line 236  contains
236      peqBcoef(1:knon) = zx_dq(1:knon, 1)      peqBcoef(1:knon) = zx_dq(1:knon, 1)
237      tq_cdrag(1:knon) =coef(:knon, 1)      tq_cdrag(1:knon) =coef(:knon, 1)
238      temp_air(1:knon) =t(1:knon, 1)      temp_air(1:knon) =t(1:knon, 1)
     epot_air(1:knon) =local_h(1:knon, 1)  
239      spechum(1:knon)=q(1:knon, 1)      spechum(1:knon)=q(1:knon, 1)
240      p1lay(1:knon) = pplay(1:knon, 1)      p1lay(1:knon) = pplay(1:knon, 1)
     zlev1(1:knon) = delp(1:knon, 1)  
241    
242      if(nisurf == is_ter) THEN      CALL interfsurf_hq(dtime, julien, rmu0, nisurf, knon, knindex, debut, &
243         swdown(:knon) = swnet(:knon) / (1 - albedo)           tsoil, qsol, u1lay, v1lay, temp_air, spechum, tq_cdrag, petAcoef, &
244      else           peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, precip_rain, precip_snow, fder, rugos, &
245         swdown(:knon) = swnet(:knon)           rugoro, snow, qsurf, ts, p1lay, psref, radsol, evap, flux_t, &
246      endif           fluxlat, dflux_l, dflux_s, tsurf_new, albedo, z0_new, &
247      ccanopy = co2_ppm           pctsrf_new_sic, agesno, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)
248    
249      CALL interfsurf_hq(itime, dtime, jour, rmu0, nisurf, knon, knindex, &      flux_q = - evap
250           pctsrf, rlat, debut, nsoilmx, tsoil, qsol, u1lay, v1lay, temp_air, &      d_ts = tsurf_new - ts
          spechum, tq_cdrag, petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, &  
          precip_rain, precip_snow, fder, rugos, rugoro, snow, qsurf, &  
          ts(:knon), p1lay, psref, radsol, evap, fluxsens, fluxlat, dflux_l, &  
          dflux_s, tsurf_new, albedo, z0_new, pctsrf_new, agesno, fqcalving, &  
          ffonte, run_off_lic_0, flux_o, flux_g)  
   
     flux_t(:knon, 1) = fluxsens(:knon)  
     flux_q(:knon, 1) = - evap(:knon)  
     d_ts = tsurf_new - ts(:knon)  
251    
     !==== une fois on a zx_h_ts, on peut faire l'iteration ========  
252      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
253         local_h(i, 1) = zx_ch(i, 1) + zx_dh(i, 1)*flux_t(i, 1)*dtime         local_h(i, 1) = zx_ch(i, 1) + zx_dh(i, 1) * flux_t(i) * dtime
254         local_q(i, 1) = zx_cq(i, 1) + zx_dq(i, 1)*flux_q(i, 1)*dtime         local_q(i, 1) = zx_cq(i, 1) + zx_dq(i, 1) * flux_q(i) * dtime
     ENDDO  
     DO k = 2, klev  
        DO i = 1, knon  
           local_q(i, k) = zx_cq(i, k) + zx_dq(i, k)*local_q(i, k - 1)  
           local_h(i, k) = zx_ch(i, k) + zx_dh(i, k)*local_h(i, k - 1)  
        ENDDO  
255      ENDDO      ENDDO
   
     !== flux_q est le flux de vapeur d'eau: kg / (m**2 s) positive vers bas  
     !== flux_t est le flux de cpt (energie sensible): j / (m**2 s)  
256      DO k = 2, klev      DO k = 2, klev
257         DO i = 1, knon         DO i = 1, knon
258            flux_q(i, k) = (zx_coef(i, k) / RG / dtime) &            local_q(i, k) = zx_cq(i, k) + zx_dq(i, k) * local_q(i, k - 1)
259                 * (local_q(i, k) - local_q(i, k - 1)+z_gamaq(i, k))            local_h(i, k) = zx_ch(i, k) + zx_dh(i, k) * local_h(i, k - 1)
           flux_t(i, k) = (zx_coef(i, k) / RG / dtime) &  
                * (local_h(i, k) - local_h(i, k - 1)+z_gamah(i, k)) &  
                / zx_pkh(i, k)  
260         ENDDO         ENDDO
261      ENDDO      ENDDO
262    
263      ! Calcul tendances      ! Calcul des tendances
264      DO k = 1, klev      DO k = 1, klev
265         DO i = 1, knon         DO i = 1, knon
266            d_t(i, k) = local_h(i, k) / zx_pkf(i, k) / RCPD - t(i, k)            d_t(i, k) = local_h(i, k) / zx_pkf(i, k) / RCPD - t(i, k)
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