trunk/phylmd/coefcdrag.f

module coefcdrag_m

  IMPLICIT none

contains

  SUBROUTINE coefcdrag (klon, knon, nsrf, zxli, &
       speed, t, q, zgeop, psol, &
       ts, qsurf, rugos, okri, ri1, &
       cdram, cdrah, cdran, zri1, pref)

    ! From LMDZ4/libf/phylmd/coefcdrag.F90,v 1.1.1.1 2004/05/19 12:53:07

    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).    
    !
    ! I. Musat, 01.07.2002
    !-------------------------------------------------------------------------
    !
    ! klon----input-I- dimension de la grille physique (= nb_pts_latitude X nb_pts_longitude)
    ! knon----input-I- nombre de points pour un type de surface
    ! nsrf----input-I- indice pour le type de surface; voir indicesol.inc
    ! zxli----input-L- TRUE si calcul des cdrags selon Laurent Li
    ! speed---input-R- module du vent au 1er niveau du modele
    ! t-------input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele
    ! q-------input-R- humidite de l'air au 1er niveau du modele
    ! zgeop---input-R- geopotentiel au 1er niveau du modele
    ! psol----input-R- pression au sol 
    ! ts------input-R- temperature de l'air a la surface
    ! qsurf---input-R- humidite de l'air a la surface
    ! rugos---input-R- rugosite
    ! okri----input-L- TRUE si on veut tester le nb. Richardson entre la sfce 
    !                  et zref par rapport au Ri entre la sfce et la 1ere couche
    ! ri1-----input-R- nb. Richardson entre la surface et la 1ere couche
    !
    ! cdram--output-R- cdrag pour le moment
    ! cdrah--output-R- cdrag pour les flux de chaleur latente et sensible
    ! cdran--output-R- cdrag neutre
    ! zri1---output-R- nb. Richardson entre la surface et la couche zgeop/RG
    ! pref---output-R- pression au niveau zgeop/RG
    !
    INTEGER, intent(in) :: klon, knon, nsrf
    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 :
    REAL, parameter :: RKAR=0.40, CB=5.0, CC=5.0, CD=5.0
    !
    ! Variables locales :
    INTEGER :: i
    REAL, dimension(klon) :: zdu2, zdphi, ztsolv, ztvd
    REAL, dimension(klon) :: zscf, friv, frih, zucf, zcr
    REAL, dimension(klon) :: zcfm1, zcfh1
    REAL, dimension(klon) :: zcfm2, zcfh2
    REAL, dimension(klon) :: trm0, trm1
    !-------------------------------------------------------------------------
    !
    DO i = 1, knon
       !
       zdphi(i) = zgeop(i)
       zdu2(i) = speed(i)**2
       pref(i) = exp(log(psol(i)) - zdphi(i)/(RD*t(i)* &
            (1.+ RETV * max(q(i),0.0))))
       ztsolv(i) = ts(i)
       ztvd(i) = t(i) * (psol(i)/pref(i))**RKAPPA
       trm0(i) = 1. + RETV * max(qsurf(i),0.0)
       trm1(i) = 1. + RETV * max(q(i),0.0)
       ztsolv(i) = ztsolv(i) * trm0(i)
       ztvd(i) = ztvd(i) * trm1(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 ---
       ! 
       cdran(i) = (RKAR/log(1.+zdphi(i)/(RG*rugos(i))))**2

       IF (zri1(i) .ge. 0.) THEN 
          !
          ! situation stable : pour eviter les inconsistances dans les cas 
          ! tres stables on limite zri1 a 20. cf Hess et al. (1995)
          !
          zri1(i) = min(20.,zri1(i))
          !
          IF (.NOT.zxli) THEN
             zscf(i) = SQRT(1.+CD*ABS(zri1(i)))
             friv(i) = max(1. / (1.+2.*CB*zri1(i)/ zscf(i)), 0.1)
             zcfm1(i) = cdran(i) * friv(i)
             frih(i) = max(1./ (1.+3.*CB*zri1(i)*zscf(i)), 0.1 )
             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
          !
       ELSE
          ! 
          ! situation instable
          !
          IF (.NOT.zxli) THEN
             zucf(i) = 1./(1.+3.0*CB*CC*cdran(i)*SQRT(ABS(zri1(i)) &
                  *(1.0+zdphi(i)/(RG*rugos(i)))))
             zcfm2(i) = cdran(i)*max((1.-2.0*CB*zri1(i)*zucf(i)),0.1)
             zcfh2(i) = cdran(i)*max((1.-3.0*CB*zri1(i)*zucf(i)),0.1)
             cdram(i) = zcfm2(i)
             cdrah(i) = zcfh2(i)
          ELSE
             cdram(i) = cdran(i)* fins(zri1(i))
             cdrah(i) = cdran(i)* fins(zri1(i))
          ENDIF
          !
          ! cdrah sur l'ocean cf. Miller et al. (1992)
          !
          zcr(i) = (0.0016/(cdran(i)*SQRT(zdu2(i))))*ABS(ztvd(i)-ztsolv(i)) &
               **(1./3.)
          IF (nsrf.EQ.is_oce) cdrah(i) = cdran(i)*(1.0+zcr(i)**1.25) &
               **(1./1.25)
       ENDIF
       !
    END DO

  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

  END SUBROUTINE coefcdrag

end module coefcdrag_m
1	module coefcdrag_m
2
3	IMPLICIT none
4
5	contains
6
7	SUBROUTINE coefcdrag (klon, knon, nsrf, zxli, &
8	speed, t, q, zgeop, psol, &
9	ts, qsurf, rugos, okri, ri1, &
10	cdram, cdrah, cdran, zri1, pref)
11
12	! From LMDZ4/libf/phylmd/coefcdrag.F90,v 1.1.1.1 2004/05/19 12:53:07
13
14	use indicesol
15	use SUPHEC_M
16	use yoethf_m
17	!-------------------------------------------------------------------------
18	! Objet : calcul des cdrags pour le moment (cdram) et les flux de chaleur
19	! sensible et latente (cdrah), du cdrag neutre (cdran),
20	! du nombre de Richardson entre la surface et le niveau de reference
21	! (zri1) et de la pression au niveau de reference (pref).
22	!
23	! I. Musat, 01.07.2002
24	!-------------------------------------------------------------------------
25	!
26	! klon----input-I- dimension de la grille physique (= nb_pts_latitude X nb_pts_longitude)
27	! knon----input-I- nombre de points pour un type de surface
28	! nsrf----input-I- indice pour le type de surface; voir indicesol.inc
29	! zxli----input-L- TRUE si calcul des cdrags selon Laurent Li
30	! speed---input-R- module du vent au 1er niveau du modele
31	! t-------input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele
32	! q-------input-R- humidite de l'air au 1er niveau du modele
33	! zgeop---input-R- geopotentiel au 1er niveau du modele
34	! psol----input-R- pression au sol
35	! ts------input-R- temperature de l'air a la surface
36	! qsurf---input-R- humidite de l'air a la surface
37	! rugos---input-R- rugosite
38	! okri----input-L- TRUE si on veut tester le nb. Richardson entre la sfce
39	! et zref par rapport au Ri entre la sfce et la 1ere couche
40	! ri1-----input-R- nb. Richardson entre la surface et la 1ere couche
41	!
42	! cdram--output-R- cdrag pour le moment
43	! cdrah--output-R- cdrag pour les flux de chaleur latente et sensible
44	! cdran--output-R- cdrag neutre
45	! zri1---output-R- nb. Richardson entre la surface et la couche zgeop/RG
46	! pref---output-R- pression au niveau zgeop/RG
47	!
48	INTEGER, intent(in) :: klon, knon, nsrf
49	LOGICAL, intent(in) :: zxli
50	REAL, dimension(klon), intent(in) :: speed, t, q, zgeop, psol
51	REAL, dimension(klon), intent(in) :: ts, qsurf, rugos, ri1
52	LOGICAL, intent(in) :: okri
53	!
54	REAL, dimension(klon), intent(out) :: cdram, cdrah, cdran, zri1, pref
55	!-------------------------------------------------------------------------
56	!
57	! Quelques constantes :
58	REAL, parameter :: RKAR=0.40, CB=5.0, CC=5.0, CD=5.0
59	!
60	! Variables locales :
61	INTEGER :: i
62	REAL, dimension(klon) :: zdu2, zdphi, ztsolv, ztvd
63	REAL, dimension(klon) :: zscf, friv, frih, zucf, zcr
64	REAL, dimension(klon) :: zcfm1, zcfh1
65	REAL, dimension(klon) :: zcfm2, zcfh2
66	REAL, dimension(klon) :: trm0, trm1
67	!-------------------------------------------------------------------------
68	!
69	DO i = 1, knon
70	!
71	zdphi(i) = zgeop(i)
72	zdu2(i) = speed(i)**2
73	pref(i) = exp(log(psol(i)) - zdphi(i)/(RDt(i) &
74	(1.+ RETV * max(q(i),0.0))))
75	ztsolv(i) = ts(i)
76	ztvd(i) = t(i) * (psol(i)/pref(i))**RKAPPA
77	trm0(i) = 1. + RETV * max(qsurf(i),0.0)
78	trm1(i) = 1. + RETV * max(q(i),0.0)
79	ztsolv(i) = ztsolv(i) * trm0(i)
80	ztvd(i) = ztvd(i) * trm1(i)
81	zri1(i) = zdphi(i)(ztvd(i)-ztsolv(i))/(zdu2(i)ztvd(i))
82	!
83	! on teste zri1 par rapport au Richardson de la 1ere couche ri1
84	!
85	!IM +++
86	IF(1.EQ.0) THEN
87	IF (okri) THEN
88	IF (ri1(i).GE.0.0.AND.zri1(i).LT.0.0) THEN
89	zri1(i) = ri1(i)
90	ELSE IF(ri1(i).LT.0.0.AND.zri1(i).GE.0.0) THEN
91	zri1(i) = ri1(i)
92	ENDIF
93	ENDIF
94	ENDIF
95	!IM ---
96	!
97	cdran(i) = (RKAR/log(1.+zdphi(i)/(RGrugos(i))))*2
98
99	IF (zri1(i) .ge. 0.) THEN
100	!
101	! situation stable : pour eviter les inconsistances dans les cas
102	! tres stables on limite zri1 a 20. cf Hess et al. (1995)
103	!
104	zri1(i) = min(20.,zri1(i))
105	!
106	IF (.NOT.zxli) THEN
107	zscf(i) = SQRT(1.+CD*ABS(zri1(i)))
108	friv(i) = max(1. / (1.+2.CBzri1(i)/ zscf(i)), 0.1)
109	zcfm1(i) = cdran(i) * friv(i)
110	frih(i) = max(1./ (1.+3.CBzri1(i)*zscf(i)), 0.1 )
111	zcfh1(i) = cdran(i) * frih(i)
112	cdram(i) = zcfm1(i)
113	cdrah(i) = zcfh1(i)
114	ELSE
115	cdram(i) = cdran(i)* fsta(zri1(i))
116	cdrah(i) = cdran(i)* fsta(zri1(i))
117	ENDIF
118	!
119	ELSE
120	!
121	! situation instable
122	!
123	IF (.NOT.zxli) THEN
124	zucf(i) = 1./(1.+3.0CBCCcdran(i)SQRT(ABS(zri1(i)) &
125	(1.0+zdphi(i)/(RGrugos(i)))))
126	zcfm2(i) = cdran(i)max((1.-2.0CBzri1(i)zucf(i)),0.1)
127	zcfh2(i) = cdran(i)max((1.-3.0CBzri1(i)zucf(i)),0.1)
128	cdram(i) = zcfm2(i)
129	cdrah(i) = zcfh2(i)
130	ELSE
131	cdram(i) = cdran(i)* fins(zri1(i))
132	cdrah(i) = cdran(i)* fins(zri1(i))
133	ENDIF
134	!
135	! cdrah sur l'ocean cf. Miller et al. (1992)
136	!
137	zcr(i) = (0.0016/(cdran(i)SQRT(zdu2(i))))ABS(ztvd(i)-ztsolv(i)) &
138	**(1./3.)
139	IF (nsrf.EQ.is_oce) cdrah(i) = cdran(i)(1.0+zcr(i)*1.25) &
140	**(1./1.25)
141	ENDIF
142	!
143	END DO
144
145	contains
146
147	REAL function fsta(x)
148	real x
149	fsta = 1.0 / (1.0+10.0x(1+8.0*x))
150	end function fsta
151
152	REAL function fins(x)
153	real x
154	fins = SQRT(1.0-18.0*x)
155	end function fins
156
157	END SUBROUTINE coefcdrag
158
159	end module coefcdrag_m