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trunk/phylmd/coefcdrag.f revision 108 by guez, Tue Sep 16 14:00:41 2014 UTC trunk/Sources/phylmd/coefcdrag.f revision 246 by guez, Wed Nov 15 13:56:45 2017 UTC
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1  module coefcdrag_m  module coefcdrag_m
2    
3    IMPLICIT none    IMPLICIT NONE
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE coefcdrag (klon, knon, nsrf, zxli, &    SUBROUTINE coefcdrag (nsrf, speed, t, q, zgeop, psol, ts, qsurf, rugos, &
        speed, t, q, zgeop, psol, &  
        ts, qsurf, rugos, okri, ri1, &  
8         cdram, cdrah, cdran, zri1, pref)         cdram, cdrah, cdran, zri1, pref)
9    
10      ! From LMDZ4/libf/phylmd/coefcdrag.F90,v 1.1.1.1 2004/05/19 12:53:07      ! From LMDZ4/libf/phylmd/coefcdrag.F90, version 1.1.1.1, 2004/05/19 12:53:07
11    
12        ! Objet : calcul des cdrags pour le moment (cdram) et les flux de
13        ! chaleur sensible et latente (cdrah), du cdrag neutre (cdran), du
14        ! nombre de Richardson entre la surface et le niveau de reference
15        ! (zri1) et de la pression au niveau de reference (pref).
16    
     use indicesol  
     use SUPHEC_M  
     use yoethf_m  
     !-------------------------------------------------------------------------  
     ! Objet : calcul des cdrags pour le moment (cdram) et les flux de chaleur  
     !         sensible et latente (cdrah), du cdrag neutre (cdran),  
     !         du nombre de Richardson entre la surface et le niveau de reference  
     !         (zri1) et de la pression au niveau de reference (pref).      
     !  
17      ! I. Musat, 01.07.2002      ! I. Musat, 01.07.2002
18      !-------------------------------------------------------------------------  
19      !      use indicesol, only: is_oce
20      ! klon----input-I- dimension de la grille physique (= nb_pts_latitude X nb_pts_longitude)      use SUPHEC_M, only: rd, retv, rg, rkappa
21      ! knon----input-I- nombre de points pour un type de surface      use dimphy, only: klon
22    
23        INTEGER, intent(in) :: nsrf
24      ! nsrf----input-I- indice pour le type de surface; voir indicesol.inc      ! nsrf----input-I- indice pour le type de surface; voir indicesol.inc
25      ! zxli----input-L- TRUE si calcul des cdrags selon Laurent Li      REAL, intent(in) :: speed(:), t(:), q(:), zgeop(:), psol(:) ! (knon)
26      ! speed---input-R- module du vent au 1er niveau du modele      ! speed---input-R- module du vent au 1er niveau du modele
27      ! t-------input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele      ! t-------input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele
28      ! q-------input-R- humidite de l'air au 1er niveau du modele      ! q-------input-R- humidite de l'air au 1er niveau du modele
29      ! zgeop---input-R- geopotentiel au 1er niveau du modele      ! zgeop---input-R- geopotentiel au 1er niveau du modele
30      ! psol----input-R- pression au sol      ! psol----input-R- pression au sol
31        REAL, dimension(klon), intent(in) :: ts, qsurf, rugos
32      ! ts------input-R- temperature de l'air a la surface      ! ts------input-R- temperature de l'air a la surface
33      ! qsurf---input-R- humidite de l'air a la surface      ! qsurf---input-R- humidite de l'air a la surface
34      ! rugos---input-R- rugosite      ! rugos---input-R- rugosite
35      ! okri----input-L- TRUE si on veut tester le nb. Richardson entre la sfce  
36      !                  et zref par rapport au Ri entre la sfce et la 1ere couche      REAL, dimension(klon), intent(out) :: cdram, cdrah, cdran, zri1, pref
     ! ri1-----input-R- nb. Richardson entre la surface et la 1ere couche  
     !  
37      ! cdram--output-R- cdrag pour le moment      ! cdram--output-R- cdrag pour le moment
38      ! cdrah--output-R- cdrag pour les flux de chaleur latente et sensible      ! cdrah--output-R- cdrag pour les flux de chaleur latente et sensible
39      ! cdran--output-R- cdrag neutre      ! cdran--output-R- cdrag neutre
40      ! zri1---output-R- nb. Richardson entre la surface et la couche zgeop/RG      ! zri1---output-R- nb. Richardson entre la surface et la couche zgeop/RG
41      ! pref---output-R- pression au niveau zgeop/RG      ! pref---output-R- pression au niveau zgeop/RG
42      !  
43      INTEGER, intent(in) :: klon, knon, nsrf      ! Local:
     LOGICAL, intent(in) :: zxli  
     REAL, dimension(klon), intent(in) :: speed, t, q, zgeop, psol  
     REAL, dimension(klon), intent(in) :: ts, qsurf, rugos, ri1  
     LOGICAL, intent(in) :: okri      
     !  
     REAL, dimension(klon), intent(out) :: cdram, cdrah, cdran, zri1, pref  
     !-------------------------------------------------------------------------  
     !  
     ! Quelques constantes :  
44      REAL, parameter :: RKAR=0.40, CB=5.0, CC=5.0, CD=5.0      REAL, parameter :: RKAR=0.40, CB=5.0, CC=5.0, CD=5.0
     !  
     ! Variables locales :  
45      INTEGER :: i      INTEGER :: i
46      REAL, dimension(klon) :: zdu2, zdphi, ztsolv, ztvd      REAL, dimension(klon) :: zdu2, zdphi, ztsolv, ztvd
47      REAL, dimension(klon) :: zscf, friv, frih, zucf, zcr      REAL, dimension(klon) :: zscf, friv, frih, zucf, zcr
48      REAL, dimension(klon) :: zcfm1, zcfh1      REAL, dimension(klon) :: zcfm1, zcfh1
49      REAL, dimension(klon) :: zcfm2, zcfh2      REAL, dimension(klon) :: zcfm2, zcfh2
50      REAL, dimension(klon) :: trm0, trm1      REAL, dimension(klon) :: trm0, trm1
51    
52      !-------------------------------------------------------------------------      !-------------------------------------------------------------------------
53      !  
54      DO i = 1, knon      DO i = 1, size(speed)
        !  
55         zdphi(i) = zgeop(i)         zdphi(i) = zgeop(i)
56         zdu2(i) = speed(i)**2         zdu2(i) = speed(i)**2
57         pref(i) = exp(log(psol(i)) - zdphi(i)/(RD*t(i)* &         pref(i) = exp(log(psol(i)) - zdphi(i)/(RD*t(i)* &
58              (1.+ RETV * max(q(i),0.0))))              (1.+ RETV * max(q(i), 0.0))))
59         ztsolv(i) = ts(i)         ztsolv(i) = ts(i)
60         ztvd(i) = t(i) * (psol(i)/pref(i))**RKAPPA         ztvd(i) = t(i) * (psol(i)/pref(i))**RKAPPA
61         trm0(i) = 1. + RETV * max(qsurf(i),0.0)         trm0(i) = 1. + RETV * max(qsurf(i), 0.0)
62         trm1(i) = 1. + RETV * max(q(i),0.0)         trm1(i) = 1. + RETV * max(q(i), 0.0)
63         ztsolv(i) = ztsolv(i) * trm0(i)         ztsolv(i) = ztsolv(i) * trm0(i)
64         ztvd(i) = ztvd(i) * trm1(i)         ztvd(i) = ztvd(i) * trm1(i)
65         zri1(i) = zdphi(i)*(ztvd(i)-ztsolv(i))/(zdu2(i)*ztvd(i))         zri1(i) = zdphi(i)*(ztvd(i)-ztsolv(i))/(zdu2(i)*ztvd(i))
        !  
        ! on teste zri1 par rapport au Richardson de la 1ere couche ri1  
        !  
        !IM +++  
        IF(1.EQ.0) THEN  
           IF (okri) THEN  
              IF (ri1(i).GE.0.0.AND.zri1(i).LT.0.0) THEN  
                 zri1(i) = ri1(i)  
              ELSE IF(ri1(i).LT.0.0.AND.zri1(i).GE.0.0) THEN  
                 zri1(i) = ri1(i)  
              ENDIF  
           ENDIF  
        ENDIF  
        !IM ---  
        !  
66         cdran(i) = (RKAR/log(1.+zdphi(i)/(RG*rugos(i))))**2         cdran(i) = (RKAR/log(1.+zdphi(i)/(RG*rugos(i))))**2
67    
68         IF (zri1(i) .ge. 0.) THEN         IF (zri1(i) >= 0.) THEN
69            !            ! situation stable : pour eviter les inconsistances dans les cas
           ! situation stable : pour eviter les inconsistances dans les cas  
70            ! tres stables on limite zri1 a 20. cf Hess et al. (1995)            ! tres stables on limite zri1 a 20. cf Hess et al. (1995)
71            !            zri1(i) = min(20., zri1(i))
72            zri1(i) = min(20.,zri1(i))            zscf(i) = SQRT(1.+CD*ABS(zri1(i)))
73            !            friv(i) = max(1. / (1.+2.*CB*zri1(i)/ zscf(i)), 0.1)
74            IF (.NOT.zxli) THEN            zcfm1(i) = cdran(i) * friv(i)
75               zscf(i) = SQRT(1.+CD*ABS(zri1(i)))            frih(i) = max(1./ (1.+3.*CB*zri1(i)*zscf(i)), 0.1)
76               friv(i) = max(1. / (1.+2.*CB*zri1(i)/ zscf(i)), 0.1)            zcfh1(i) = cdran(i) * frih(i)
77               zcfm1(i) = cdran(i) * friv(i)            cdram(i) = zcfm1(i)
78               frih(i) = max(1./ (1.+3.*CB*zri1(i)*zscf(i)), 0.1 )            cdrah(i) = zcfh1(i)
              zcfh1(i) = cdran(i) * frih(i)  
              cdram(i) = zcfm1(i)  
              cdrah(i) = zcfh1(i)  
           ELSE  
              cdram(i) = cdran(i)* fsta(zri1(i))  
              cdrah(i) = cdran(i)* fsta(zri1(i))  
           ENDIF  
           !  
79         ELSE         ELSE
           !  
80            ! situation instable            ! situation instable
81            !            zucf(i) = 1./(1.+3.0*CB*CC*cdran(i)*SQRT(ABS(zri1(i)) &
82            IF (.NOT.zxli) THEN                 *(1.0+zdphi(i)/(RG*rugos(i)))))
83               zucf(i) = 1./(1.+3.0*CB*CC*cdran(i)*SQRT(ABS(zri1(i)) &            zcfm2(i) = cdran(i)*max((1.-2.0*CB*zri1(i)*zucf(i)), 0.1)
84                    *(1.0+zdphi(i)/(RG*rugos(i)))))            zcfh2(i) = cdran(i)*max((1.-3.0*CB*zri1(i)*zucf(i)), 0.1)
85               zcfm2(i) = cdran(i)*max((1.-2.0*CB*zri1(i)*zucf(i)),0.1)            cdram(i) = zcfm2(i)
86               zcfh2(i) = cdran(i)*max((1.-3.0*CB*zri1(i)*zucf(i)),0.1)            cdrah(i) = zcfh2(i)
87               cdram(i) = zcfm2(i)  
              cdrah(i) = zcfh2(i)  
           ELSE  
              cdram(i) = cdran(i)* fins(zri1(i))  
              cdrah(i) = cdran(i)* fins(zri1(i))  
           ENDIF  
           !  
88            ! cdrah sur l'ocean cf. Miller et al. (1992)            ! cdrah sur l'ocean cf. Miller et al. (1992)
89            !  
90            zcr(i) = (0.0016/(cdran(i)*SQRT(zdu2(i))))*ABS(ztvd(i)-ztsolv(i)) &            zcr(i) = (0.0016/(cdran(i)*SQRT(zdu2(i))))*ABS(ztvd(i)-ztsolv(i)) &
91                 **(1./3.)                 **(1./3.)
92            IF (nsrf.EQ.is_oce) cdrah(i) = cdran(i)*(1.0+zcr(i)**1.25) &            IF (nsrf == is_oce) cdrah(i) = cdran(i)*(1.0+zcr(i)**1.25) &
93                 **(1./1.25)                 **(1./1.25)
94         ENDIF         ENDIF
        !  
95      END DO      END DO
96    
   contains  
   
     REAL function fsta(x)  
       real x  
       fsta = 1.0 / (1.0+10.0*x*(1+8.0*x))  
     end function fsta  
   
     REAL function fins(x)  
       real x  
       fins = SQRT(1.0-18.0*x)  
     end function fins  
   
97    END SUBROUTINE coefcdrag    END SUBROUTINE coefcdrag
98    
99  end module coefcdrag_m  end module coefcdrag_m
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