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trunk/libf/phylmd/fisrtilp.f revision 10 by guez, Fri Apr 18 14:45:53 2008 UTC trunk/phylmd/fisrtilp.f90 revision 339 by guez, Thu Sep 26 17:08:42 2019 UTC
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1  !  module fisrtilp_m
2  ! $Header: /home/cvsroot/LMDZ4/libf/phylmd/fisrtilp.F,v 1.2 2004/11/09 16:55:40 lmdzadmin Exp $  
3  !    IMPLICIT NONE
4  c  
5        SUBROUTINE fisrtilp(dtime,paprs,pplay,t,q,ptconv,ratqs,  contains
6       s                   d_t, d_q, d_ql, rneb, radliq, rain, snow,  
7       s                   pfrac_impa, pfrac_nucl, pfrac_1nucl,    SUBROUTINE fisrtilp(paprs, pplay, t, q, ptconv, ratqs, d_t, d_q, d_ql, rneb, &
8       s                   frac_impa, frac_nucl,         cldliq, rain, snow, pfrac_impa, pfrac_nucl, pfrac_1nucl, frac_impa, &
9       s                   prfl, psfl, rhcl)         frac_nucl, prfl, psfl, rhcl)
10    
11  c      ! From phylmd/fisrtilp.F, version 1.2, 2004/11/09 16:55:40
12        use dimens_m      ! First author: Z. X. Li (LMD/CNRS), 20 mars 1995
13        use dimphy  
14        use tracstoke      ! Objet : condensation et pr\'ecipitation stratiforme, sch\'ema de
15        use YOMCST      ! nuage, sch\'ema de condensation \`a grande \'echelle (pluie).
16        use yoethf  
17        use fcttre      USE numer_rec_95, ONLY: nr_erf
18        use comfisrtilp  
19        IMPLICIT none      use comconst, only: dtphys
20  c======================================================================      USE comfisrtilp, ONLY: cld_lc_con, cld_lc_lsc, cld_tau_con, &
21  c Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS)           cld_tau_lsc, coef_eva, ffallv_con, ffallv_lsc, iflag_pdf, reevap_ice
22  c Date: le 20 mars 1995      USE dimphy, ONLY: klev, klon
23  c Objet: condensation et precipitation stratiforme.      USE fcttre, ONLY: foede, foeew
24  c        schema de nuage      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, retv, rg, rlstt, rlvtt, rtt
25  c======================================================================      USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2
26  c======================================================================  
27  c      REAL, INTENT (IN):: paprs(klon, klev+1) ! pression a inter-couche
28  c Arguments:      REAL, INTENT (IN):: pplay(klon, klev) ! pression au milieu de couche
29  c      REAL, INTENT (IN):: t(klon, klev) ! temperature (K)
30        REAL dtime ! intervalle du temps (s)      REAL, INTENT (IN):: q(klon, klev) ! humidite specifique (kg/kg)
31        REAL, intent(in):: paprs(klon,klev+1) ! pression a inter-couche      LOGICAL, INTENT (IN):: ptconv(klon, klev)
32        REAL, intent(in):: pplay(klon,klev) ! pression au milieu de couche  
33        REAL t(klon,klev) ! temperature (K)      REAL, INTENT (IN):: ratqs(klon, klev)
34        REAL q(klon,klev) ! humidite specifique (kg/kg)      ! determine la largeur de distribution de vapeur
35        REAL d_t(klon,klev) ! incrementation de la temperature (K)  
36        REAL d_q(klon,klev) ! incrementation de la vapeur d'eau      REAL, INTENT (out):: d_t(klon, klev) ! incrementation de la temperature (K)
37        REAL d_ql(klon,klev) ! incrementation de l'eau liquide      REAL, INTENT (out):: d_q(klon, klev) ! incrementation de la vapeur d'eau
38        REAL rneb(klon,klev) ! fraction nuageuse      REAL, INTENT (out):: d_ql(klon, klev) ! incrementation de l'eau liquide
39        REAL radliq(klon,klev) ! eau liquide utilisee dans rayonnements      REAL, INTENT (out):: rneb(klon, klev) ! fraction nuageuse
40        REAL rhcl(klon,klev) ! humidite relative en ciel clair  
41        REAL rain(klon) ! pluies (mm/s)      REAL, INTENT (out):: cldliq(klon, klev)
42        REAL snow(klon) ! neige (mm/s)      ! eau liquide utilisee dans rayonnement
43        REAL prfl(klon,klev+1) ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)  
44        REAL psfl(klon,klev+1) ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)      REAL, INTENT (out):: rain(klon) ! pluies (mm/s)
45  cAA      REAL, INTENT (out):: snow(klon) ! neige (mm/s)
46  c Coeffients de fraction lessivee : pour OFF-LINE  
47  c      ! Coeffients de fraction lessivee :
48        REAL pfrac_nucl(klon,klev)      REAL, INTENT (inout):: pfrac_impa(klon, klev)
49        REAL pfrac_1nucl(klon,klev)      REAL, INTENT (inout):: pfrac_nucl(klon, klev)
50        REAL pfrac_impa(klon,klev)      REAL, INTENT (inout):: pfrac_1nucl(klon, klev)
51  c  
52  c Fraction d'aerosols lessivee par impaction et par nucleation      ! Fraction d'aerosols lessivee par impaction
53  c POur ON-LINE      REAL, INTENT (out):: frac_impa(klon, klev)
54  c  
55        REAL frac_impa(klon,klev)      ! Fraction d'aerosols lessivee par nucleation
56        REAL frac_nucl(klon,klev)      REAL, INTENT (out):: frac_nucl(klon, klev)
57        real zct(klon),zcl(klon)  
58  cAA      REAL, INTENT (out):: prfl(klon, klev+1)
59  c      ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)
60  c Options du programme:  
61  c      REAL, INTENT (out):: psfl(klon, klev+1)
62        REAL seuil_neb ! un nuage existe vraiment au-dela      ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)
63        PARAMETER (seuil_neb=0.001)  
64        REAL, INTENT (out):: rhcl(klon, klev) ! humidite relative en ciel clair
65        INTEGER ninter ! sous-intervals pour la precipitation  
66        PARAMETER (ninter=5)      ! Local:
67        LOGICAL evap_prec ! evaporation de la pluie  
68        PARAMETER (evap_prec=.TRUE.)      REAL zct(klon), zcl(klon)
69        REAL ratqs(klon,klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur  
70        logical ptconv(klon,klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur      ! Options du programme:
71    
72        real zpdf_sig(klon),zpdf_k(klon),zpdf_delta(klon)      REAL seuil_neb ! un nuage existe vraiment au-dela
73        real Zpdf_a(klon),zpdf_b(klon),zpdf_e1(klon),zpdf_e2(klon)      PARAMETER (seuil_neb=0.001)
74        real erf  
75  c      INTEGER ninter ! sous-intervals pour la precipitation
76        LOGICAL cpartiel ! condensation partielle      PARAMETER (ninter=5)
77        PARAMETER (cpartiel=.TRUE.)      LOGICAL evap_prec ! evaporation de la pluie
78        REAL t_coup      PARAMETER (evap_prec=.TRUE.)
79        PARAMETER (t_coup=234.0)      REAL zpdf_sig(klon), zpdf_k(klon), zpdf_delta(klon)
80  c      REAL zpdf_a(klon), zpdf_b(klon), zpdf_e1(klon), zpdf_e2(klon)
81  c Variables locales:  
82  c      LOGICAL cpartiel ! condensation partielle
83        INTEGER i, k, n, kk      PARAMETER (cpartiel=.TRUE.)
84        REAL zqs(klon), zdqs(klon), zdelta, zcor, zcvm5      REAL t_coup
85        REAL zrfl(klon), zrfln(klon), zqev, zqevt      PARAMETER (t_coup=234.0)
86        REAL zoliq(klon), zcond(klon), zq(klon), zqn(klon), zdelq  
87        REAL ztglace, zt(klon)      INTEGER i, k, n, kk
88        INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau      REAL zqs(klon), zdqs(klon), zcor, zcvm5
89        REAL zdz(klon),zrho(klon),ztot(klon), zrhol(klon)      logical zdelta
90        REAL zchau(klon),zfroi(klon),zfice(klon),zneb(klon)      REAL zrfl(klon), zrfln(klon), zqev, zqevt
91  c      REAL zoliq(klon), zcond(klon), zq(klon), zqn(klon), zdelq
92        LOGICAL appel1er      REAL ztglace, zt(klon)
93        SAVE appel1er      INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau
94  c      REAL zdz(klon), zrho(klon), ztot(klon), zrhol(klon)
95  c---------------------------------------------------------------      REAL zchau(klon), zfroi(klon), zfice(klon), zneb(klon)
96  c  
97  cAA Variables traceurs:      LOGICAL:: appel1er = .TRUE.
98  cAA  Provisoire !!! Parametres alpha du lessivage  
99  cAA  A priori on a 4 scavenging numbers possibles      ! Variables traceurs:
100  c      ! Provisoire !!! Parametres alpha du lessivage
101        REAL a_tr_sca(4)      ! A priori on a 4 scavenging numbers possibles
102        save a_tr_sca  
103  c      REAL, save:: a_tr_sca(4)
104  c Variables intermediaires  
105  c      ! Variables intermediaires
106        REAL zalpha_tr  
107        REAL zfrac_lessi      REAL zalpha_tr
108        REAL zprec_cond(klon)      REAL zfrac_lessi
109  cAA      REAL zprec_cond(klon)
110        REAL zmair, zcpair, zcpeau      REAL zmair, zcpair, zcpeau
111  C     Pour la conversion eau-neige      ! Pour la conversion eau-neige
112        REAL zlh_solid(klon), zm_solid      REAL zlh_solid(klon), zm_solid
113  cIM  
114        INTEGER klevm1      !---------------------------------------------------------------
115  c---------------------------------------------------------------  
116  c      zdelq = 0.0
117  c Fonctions en ligne:  
118  c      IF (appel1er) THEN
119        REAL fallvs,fallvc ! vitesse de chute pour crystaux de glace         PRINT *, 'fisrtilp, ninter:', ninter
120        REAL zzz         PRINT *, 'fisrtilp, evap_prec:', evap_prec
121        fallvc (zzz) = 3.29/2.0 * ((zzz)**0.16) * ffallv_con         PRINT *, 'fisrtilp, cpartiel:', cpartiel
122        fallvs (zzz) = 3.29/2.0 * ((zzz)**0.16) * ffallv_lsc         IF (abs(dtphys / real(ninter) - 360.) > 0.001) THEN
123  c            PRINT *, "fisrtilp : ce n'est pas pr\'evu, voir Z. X. Li", dtphys
124        DATA appel1er /.TRUE./            PRINT *, "Je pr\'ef\`ere un sous-intervalle de 6 minutes."
125  cym         END IF
126        zdelq=0.0         appel1er = .FALSE.
127          
128        IF (appel1er) THEN         ! initialiation provisoire
 c  
          PRINT*, 'fisrtilp, ninter:', ninter  
          PRINT*, 'fisrtilp, evap_prec:', evap_prec  
          PRINT*, 'fisrtilp, cpartiel:', cpartiel  
          IF (ABS(dtime/FLOAT(ninter)-360.0).GT.0.001) THEN  
           PRINT*, 'fisrtilp: Ce n est pas prevu, voir Z.X.Li', dtime  
           PRINT*, 'Je prefere un sous-intervalle de 6 minutes'  
 c         stop 1  
          ENDIF  
          appel1er = .FALSE.  
 c  
 cAA initialiation provisoire  
129         a_tr_sca(1) = -0.5         a_tr_sca(1) = -0.5
130         a_tr_sca(2) = -0.5         a_tr_sca(2) = -0.5
131         a_tr_sca(3) = -0.5         a_tr_sca(3) = -0.5
132         a_tr_sca(4) = -0.5         a_tr_sca(4) = -0.5
133  c  
134  cAA Initialisation a 1 des coefs des fractions lessivees         ! Initialisation a 1 des coefs des fractions lessivees
135  c         DO k = 1, klev
136        DO k = 1, klev            DO i = 1, klon
137         DO i = 1, klon               pfrac_nucl(i, k) = 1.
138            pfrac_nucl(i,k)=1.               pfrac_1nucl(i, k) = 1.
139            pfrac_1nucl(i,k)=1.               pfrac_impa(i, k) = 1.
140            pfrac_impa(i,k)=1.            END DO
141         ENDDO         END DO
142        ENDDO      END IF
143    
144        ENDIF          !  test sur appel1er      ! Initialisation a 0 de zoliq
145  c      DO i = 1, klon
146  cMAf Initialisation a 0 de zoliq         zoliq(i) = 0.
147         DO i = 1, klon      END DO
148            zoliq(i)=0.      ! Determiner les nuages froids par leur temperature
149         ENDDO      ! nexpo regle la raideur de la transition eau liquide / eau glace.
150  c Determiner les nuages froids par leur temperature  
151  c  nexpo regle la raideur de la transition eau liquide / eau glace.      ztglace = rtt - 15.0
152  c      nexpo = 6
153        ztglace = RTT - 15.0  
154        nexpo = 6      ! Initialiser les sorties:
155  ccc      nexpo = 1  
156  c      DO k = 1, klev + 1
157  c Initialiser les sorties:         DO i = 1, klon
158  c            prfl(i, k) = 0.0
159        DO k = 1, klev+1            psfl(i, k) = 0.0
160        DO i = 1, klon         END DO
161           prfl(i,k) = 0.0      END DO
162           psfl(i,k) = 0.0  
163        ENDDO      DO k = 1, klev
164        ENDDO         DO i = 1, klon
165              d_t(i, k) = 0.0
166        DO k = 1, klev            d_q(i, k) = 0.0
167        DO i = 1, klon            d_ql(i, k) = 0.0
168           d_t(i,k) = 0.0            rneb(i, k) = 0.0
169           d_q(i,k) = 0.0            cldliq(i, k) = 0.0
170           d_ql(i,k) = 0.0            frac_nucl(i, k) = 1.
171           rneb(i,k) = 0.0            frac_impa(i, k) = 1.
172           radliq(i,k) = 0.0         END DO
173           frac_nucl(i,k) = 1.      END DO
174           frac_impa(i,k) = 1.      DO i = 1, klon
175        ENDDO         rain(i) = 0.0
176        ENDDO         snow(i) = 0.0
177        DO i = 1, klon      END DO
178           rain(i) = 0.0  
179           snow(i) = 0.0      ! Initialiser le flux de precipitation a zero
180        ENDDO  
181  c      DO i = 1, klon
182  c Initialiser le flux de precipitation a zero         zrfl(i) = 0.0
183  c         zneb(i) = seuil_neb
184        DO i = 1, klon      END DO
185           zrfl(i) = 0.0  
186           zneb(i) = seuil_neb      ! Pour plus de securite
187        ENDDO  
188  c      zalpha_tr = 0.
189  c      zfrac_lessi = 0.
190  cAA Pour plus de securite  
191        loop_vertical: DO k = klev, 1, -1
192        zalpha_tr   = 0.         DO i = 1, klon
193        zfrac_lessi = 0.            zt(i) = t(i, k)
194              zq(i) = q(i, k)
195  cAA----------------------------------------------------------         END DO
196  c  
197  c Boucle verticale (du haut vers le bas)         ! Calculer la varition de temp. de l'air du a la chaleur sensible
198  c         ! transporter par la pluie.
199  cIM : klevm1         ! Il resterait a rajouter cet effet de la chaleur sensible sur les
200        klevm1=klev-1         ! flux de surface, du a la diff. de temp. entre le 1er niveau et la
201        DO 9999 k = klev, 1, -1         ! surface.
202  c  
203  cAA----------------------------------------------------------         DO i = 1, klon
204  c            IF (k <= klev - 1) THEN
205        DO i = 1, klon               zmair = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
206           zt(i)=t(i,k)               zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*zq(i))
207           zq(i)=q(i,k)               zcpeau = rcpd*rvtmp2
208        ENDDO               zt(i) = ((t(i, k + 1) + d_t(i, k + 1)) * zrfl(i) * dtphys &
209  c                    * zcpeau + zmair * zcpair* zt(i)) &
210  c Calculer la varition de temp. de l'air du a la chaleur sensible                    / (zmair * zcpair + zrfl(i) * dtphys * zcpeau)
211  C transporter par la pluie.            END IF
212  C Il resterait a rajouter cet effet de la chaleur sensible sur les         END DO
213  C flux de surface, du a la diff. de temp. entre le 1er niveau et la  
214  C surface.         IF (evap_prec) THEN
215  C            ! Calculer l'evaporation de la precipitation
216        DO i = 1, klon            DO i = 1, klon
217  cIM               IF (zrfl(i)>0.) THEN
218         IF(k.LE.klevm1) THEN                          zqs(i) = r2es*foeew(zt(i), rtt >= zt(i))/pplay(i, k)
219          zmair=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG                  zqs(i) = min(0.5, zqs(i))
220          zcpair=RCPD*(1.0+RVTMP2*zq(i))                  zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))
221          zcpeau=RCPD*RVTMP2                  zqs(i) = zqs(i)*zcor
222          zt(i) = ( (t(i,k+1)+d_t(i,k+1))*zrfl(i)*dtime*zcpeau                  zqev = max(0.0, (zqs(i)-zq(i))*zneb(i))
223       $      + zmair*zcpair*zt(i) )                  zqevt = coef_eva*(1.0-zq(i)/zqs(i))*sqrt(zrfl(i))* &
224       $      / (zmair*zcpair + zrfl(i)*dtime*zcpeau)                       (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/pplay(i, k)*zt(i)*rd/rg
225  CC        WRITE (6,*) 'cppluie ', zt(i)-(t(i,k+1)+d_t(i,k+1))                  zqevt = max(0.0, min(zqevt, zrfl(i)))*rg*dtphys/ &
226         ENDIF                       (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))
227        ENDDO                  zqev = min(zqev, zqevt)
228  c                  zrfln(i) = zrfl(i) - zqev*(paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg/dtphys
229  c  
230  c Calculer l'evaporation de la precipitation                  ! pour la glace, on r\'e\'evapore toute la pr\'ecip dans la
231  c                  ! couche du dessous la glace venant de la couche du
232                    ! dessus est simplement dans la couche du dessous.
233    
234        IF (evap_prec) THEN                  IF (zt(i)<t_coup .AND. reevap_ice) zrfln(i) = 0.
235        DO i = 1, klon  
236        IF (zrfl(i) .GT.0.) THEN                  zq(i) = zq(i) - (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i, k)-paprs(i, &
237           IF (thermcep) THEN                       k+1)))*dtphys
238             zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-zt(i)))                  zt(i) = zt(i) + (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i, k)-paprs(i, &
239             zqs(i)= R2ES*FOEEW(zt(i),zdelta)/pplay(i,k)                       k+1)))*dtphys*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
240             zqs(i)=MIN(0.5,zqs(i))                  zrfl(i) = zrfln(i)
241             zcor=1./(1.-RETV*zqs(i))               END IF
242             zqs(i)=zqs(i)*zcor            END DO
243           ELSE         END IF
244             IF (zt(i) .LT. t_coup) THEN  
245                zqs(i) = qsats(zt(i)) / pplay(i,k)         ! Calculer Qs et L/Cp*dQs/dT:
246             ELSE  
247                zqs(i) = qsatl(zt(i)) / pplay(i,k)         DO i = 1, klon
248             ENDIF            zdelta = rtt >= zt(i)
249           ENDIF            zcvm5 = merge(r5ies*rlstt, r5les*rlvtt, zdelta)
250           zqev = MAX (0.0, (zqs(i)-zq(i))*zneb(i) )            zcvm5 = zcvm5/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
251           zqevt = coef_eva * (1.0-zq(i)/zqs(i)) * SQRT(zrfl(i))            zqs(i) = r2es*foeew(zt(i), zdelta)/pplay(i, k)
252       .         * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/pplay(i,k)*zt(i)*RD/RG            zqs(i) = min(0.5, zqs(i))
253           zqevt = MAX(0.0,MIN(zqevt,zrfl(i)))            zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))
254       .         * RG*dtime/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))            zqs(i) = zqs(i)*zcor
255           zqev = MIN (zqev, zqevt)            zdqs(i) = foede(zt(i), zdelta, zcvm5, zqs(i), zcor)
256           zrfln(i) = zrfl(i) - zqev*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))         END DO
257       .                            /RG/dtime  
258           ! Determiner la condensation partielle et calculer la quantite
259  c pour la glace, on réévapore toute la précip dans la couche du dessous         ! de l'eau condensee:
260  c la glace venant de la couche du dessus est simplement dans la couche  
261  c du dessous.         IF (cpartiel) THEN
262              ! Calcul de l'eau condensee et de la fraction nuageuse et de l'eau
263           IF (zt(i) .LT. t_coup.and.reevap_ice) zrfln(i)=0.            ! nuageuse a partir des PDF de Sandrine Bony.
264              ! rneb : fraction nuageuse
265           zq(i) = zq(i) - (zrfln(i)-zrfl(i))            ! zqn : eau totale dans le nuage
266       .             * (RG/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)))*dtime            ! zcond : eau condensee moyenne dans la maille.
267           zt(i) = zt(i) + (zrfln(i)-zrfl(i))  
268       .             * (RG/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)))*dtime            ! on prend en compte le r\'echauffement qui diminue
269       .             * RLVTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i))            ! la partie condens\'ee
270           zrfl(i) = zrfln(i)  
271        ENDIF            ! Version avec les ratqs
272        ENDDO  
273        ENDIF            IF (iflag_pdf==0) THEN
274  c               DO i = 1, klon
275  c Calculer Qs et L/Cp*dQs/dT:                  zdelq = min(ratqs(i, k), 0.99)*zq(i)
276  c                  rneb(i, k) = (zq(i)+zdelq-zqs(i))/(2.0*zdelq)
277        IF (thermcep) THEN                  zqn(i) = (zq(i)+zdelq+zqs(i))/2.0
278           DO i = 1, klon               END DO
279             zdelta = MAX(0.,SIGN(1.,RTT-zt(i)))            ELSE
280             zcvm5 = R5LES*RLVTT*(1.-zdelta) + R5IES*RLSTT*zdelta               ! Version avec les nouvelles PDFs.
281             zcvm5 = zcvm5 /RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i))               DO i = 1, klon
282             zqs(i) = R2ES*FOEEW(zt(i),zdelta)/pplay(i,k)                  IF (zq(i) < 1E-15) THEN
283             zqs(i) = MIN(0.5,zqs(i))                     zq(i) = 1E-15
284             zcor = 1./(1.-RETV*zqs(i))                  END IF
285             zqs(i) = zqs(i)*zcor               END DO
286             zdqs(i) = FOEDE(zt(i),zdelta,zcvm5,zqs(i),zcor)               DO i = 1, klon
287           ENDDO                  zpdf_sig(i) = ratqs(i, k)*zq(i)
288        ELSE                  zpdf_k(i) = -sqrt(log(1.+(zpdf_sig(i)/zq(i))**2))
289           DO i = 1, klon                  zpdf_delta(i) = log(zq(i)/zqs(i))
290              IF (zt(i).LT.t_coup) THEN                  zpdf_a(i) = zpdf_delta(i)/(zpdf_k(i)*sqrt(2.))
291                 zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i,k)                  zpdf_b(i) = zpdf_k(i)/(2.*sqrt(2.))
292                 zdqs(i) = dqsats(zt(i),zqs(i))                  zpdf_e1(i) = zpdf_a(i) - zpdf_b(i)
293              ELSE                  zpdf_e1(i) = sign(min(abs(zpdf_e1(i)), 5.), zpdf_e1(i))
294                 zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i,k)                  zpdf_e1(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e1(i))
295                 zdqs(i) = dqsatl(zt(i),zqs(i))                  zpdf_e2(i) = zpdf_a(i) + zpdf_b(i)
296              ENDIF                  zpdf_e2(i) = sign(min(abs(zpdf_e2(i)), 5.), zpdf_e2(i))
297           ENDDO                  zpdf_e2(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e2(i))
298        ENDIF                  IF (zpdf_e1(i)<1.E-10) THEN
299  c                     rneb(i, k) = 0.
300  c Determiner la condensation partielle et calculer la quantite                     zqn(i) = zqs(i)
301  c de l'eau condensee:                  ELSE
302  c                     rneb(i, k) = 0.5*zpdf_e1(i)
303        IF (cpartiel) THEN                     zqn(i) = zq(i)*zpdf_e2(i)/zpdf_e1(i)
304                    END IF
305  c        print*,'Dans partiel k=',k               END DO
306  c            END IF
307  c   Calcul de l'eau condensee et de la fraction nuageuse et de l'eau  
308  c   nuageuse a partir des PDF de Sandrine Bony.            DO i = 1, klon
309  c   rneb  : fraction nuageuse               IF (rneb(i, k)<=0.0) zqn(i) = 0.0
310  c   zqn   : eau totale dans le nuage               IF (rneb(i, k)>=1.0) zqn(i) = zq(i)
311  c   zcond : eau condensee moyenne dans la maille.               rneb(i, k) = max(0., min(1., rneb(i, k)))
312  c           on prend en compte le réchauffement qui diminue la partie condensee               ! On ne divise pas par 1 + zdqs pour forcer \`a avoir l'eau
313  c               ! pr\'edite par la convection. Attention : il va falloir
314  c   Version avec les raqts               ! verifier tout ca.
315                 zcond(i) = max(0., zqn(i)-zqs(i))*rneb(i, k)
316           if (iflag_pdf.eq.0) then               rhcl(i, k) = (zqs(i)+zq(i)-zdelq)/2./zqs(i)
317                 IF (rneb(i, k) <= 0.) rhcl(i, k) = zq(i) / zqs(i)
318             do i=1,klon               IF (rneb(i, k) >= 1.) rhcl(i, k) = 1.
319              zdelq = min(ratqs(i,k),0.99) * zq(i)            END DO
320              rneb(i,k) = (zq(i)+zdelq-zqs(i)) / (2.0*zdelq)         ELSE
321              zqn(i) = (zq(i)+zdelq+zqs(i))/2.0            DO i = 1, klon
322             enddo               IF (zq(i)>zqs(i)) THEN
323                    rneb(i, k) = 1.0
324           else               ELSE
325  c                  rneb(i, k) = 0.0
326  c   Version avec les nouvelles PDFs.               END IF
327             do i=1,klon               zcond(i) = max(0.0, zq(i)-zqs(i))/(1.+zdqs(i))
328                if(zq(i).lt.1.e-15) then            END DO
329  CC Lionel GUEZ                print*,'ZQ(',i,',',k,')=',zq(i)         END IF
330                  zq(i)=1.e-15  
331                endif         DO i = 1, klon
332             enddo            zq(i) = zq(i) - zcond(i)
333             do i=1,klon            zt(i) = zt(i) + zcond(i)*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
334              zpdf_sig(i)=ratqs(i,k)*zq(i)         END DO
335              zpdf_k(i)=-sqrt(log(1.+(zpdf_sig(i)/zq(i))**2))  
336              zpdf_delta(i)=log(zq(i)/zqs(i))         ! Partager l'eau condensee en precipitation et eau liquide nuageuse
337              zpdf_a(i)=zpdf_delta(i)/(zpdf_k(i)*sqrt(2.))  
338              zpdf_b(i)=zpdf_k(i)/(2.*sqrt(2.))         DO i = 1, klon
339              zpdf_e1(i)=zpdf_a(i)-zpdf_b(i)            IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
340              zpdf_e1(i)=sign(min(abs(zpdf_e1(i)),5.),zpdf_e1(i))               zoliq(i) = zcond(i)
341              zpdf_e1(i)=1.-erf(zpdf_e1(i))               zrho(i) = pplay(i, k)/zt(i)/rd
342              zpdf_e2(i)=zpdf_a(i)+zpdf_b(i)               zdz(i) = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/(zrho(i)*rg)
343              zpdf_e2(i)=sign(min(abs(zpdf_e2(i)),5.),zpdf_e2(i))               zfice(i) = 1.0 - (zt(i)-ztglace)/(273.13-ztglace)
344              zpdf_e2(i)=1.-erf(zpdf_e2(i))               zfice(i) = min(max(zfice(i), 0.0), 1.0)
345              if (zpdf_e1(i).lt.1.e-10) then               zfice(i) = zfice(i)**nexpo
346                 rneb(i,k)=0.               zneb(i) = max(rneb(i, k), seuil_neb)
347                 zqn(i)=zqs(i)               cldliq(i, k) = zoliq(i)/real(ninter+1)
348              else            END IF
349                 rneb(i,k)=0.5*zpdf_e1(i)         END DO
350                 zqn(i)=zq(i)*zpdf_e2(i)/zpdf_e1(i)  
351              endif         DO n = 1, ninter
352                          DO i = 1, klon
353             enddo               IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
354                    zrhol(i) = zrho(i)*zoliq(i)/zneb(i)
355          endif ! iflag_pdf  
356                    IF (ptconv(i, k)) THEN
357           do i=1,klon                     zcl(i) = cld_lc_con
358              IF (rneb(i,k) .LE. 0.0) zqn(i) = 0.0                     zct(i) = 1./cld_tau_con
359              IF (rneb(i,k) .GE. 1.0) zqn(i) = zq(i)                  ELSE
360              rneb(i,k) = MAX(0.0,MIN(1.0,rneb(i,k)))                     zcl(i) = cld_lc_lsc
361  c           zcond(i) = MAX(0.0,zqn(i)-zqs(i))*rneb(i,k)/(1.+zdqs(i))                     zct(i) = 1./cld_tau_lsc
362  c  On ne divise pas par 1+zdqs pour forcer a avoir l'eau predite par                  END IF
363  c  la convection.                  ! quantit\'e d'eau \`a \'eliminer
364  c  ATTENTION !!! Il va falloir verifier tout ca.                  zchau(i) = zct(i)*dtphys/real(ninter)*zoliq(i)* &
365              zcond(i) = MAX(0.0,zqn(i)-zqs(i))*rneb(i,k)                       (1.0-exp(-(zoliq(i)/zneb(i)/zcl(i))**2))*(1.-zfice(i))
366  c           print*,'ZDQS ',zdqs(i)                  ! m\^eme chose pour la glace
367  c--Olivier                  IF (ptconv(i, k)) THEN
368              rhcl(i,k)=(zqs(i)+zq(i)-zdelq)/2./zqs(i)                     zfroi(i) = dtphys/real(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &
369              IF (rneb(i,k) .LE. 0.0) rhcl(i,k)=zq(i)/zqs(i)                          fallvc(zrhol(i))*zfice(i)
370              IF (rneb(i,k) .GE. 1.0) rhcl(i,k)=1.0                  ELSE
371  c--fin                     zfroi(i) = dtphys/real(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &
372             ENDDO                          fallvs(zrhol(i))*zfice(i)
373        ELSE                  END IF
374           DO i = 1, klon                  ztot(i) = zchau(i) + zfroi(i)
375              IF (zq(i).GT.zqs(i)) THEN                  IF (zneb(i)==seuil_neb) ztot(i) = 0.0
376                 rneb(i,k) = 1.0                  ztot(i) = min(max(ztot(i), 0.0), zoliq(i))
377              ELSE                  zoliq(i) = max(zoliq(i)-ztot(i), 0.0)
378                 rneb(i,k) = 0.0                  cldliq(i, k) = cldliq(i, k) + zoliq(i)/real(ninter+1)
379              ENDIF               END IF
380              zcond(i) = MAX(0.0,zq(i)-zqs(i))/(1.+zdqs(i))            END DO
381           ENDDO         END DO
382        ENDIF  
383  c         DO i = 1, klon
384        DO i = 1, klon            IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
385           zq(i) = zq(i) - zcond(i)               d_ql(i, k) = zoliq(i)
386  c         zt(i) = zt(i) + zcond(i) * RLVTT/RCPD               zrfl(i) = zrfl(i) + max(zcond(i) - zoliq(i), 0.) &
387           zt(i) = zt(i) + zcond(i) * RLVTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i))                    * (paprs(i, k) - paprs(i, k + 1)) / (rg * dtphys)
388        ENDDO            END IF
389  c            IF (zt(i)<rtt) THEN
390  c Partager l'eau condensee en precipitation et eau liquide nuageuse               psfl(i, k) = zrfl(i)
391  c            ELSE
392        DO i = 1, klon               prfl(i, k) = zrfl(i)
393        IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN            END IF
394           zoliq(i) = zcond(i)         END DO
395           zrho(i) = pplay(i,k) / zt(i) / RD  
396           zdz(i) = (paprs(i,k)-paprs(i,k+1)) / (zrho(i)*RG)         ! Calculer les tendances de q et de t :
397           zfice(i) = 1.0 - (zt(i)-ztglace) / (273.13-ztglace)         DO i = 1, klon
398           zfice(i) = MIN(MAX(zfice(i),0.0),1.0)            d_q(i, k) = zq(i) - q(i, k)
399           zfice(i) = zfice(i)**nexpo            d_t(i, k) = zt(i) - t(i, k)
400           zneb(i) = MAX(rneb(i,k), seuil_neb)         END DO
401           radliq(i,k) = zoliq(i)/FLOAT(ninter+1)  
402        ENDIF         ! Calcul du lessivage stratiforme
403        ENDDO         DO i = 1, klon
404  c            zprec_cond(i) = max(zcond(i) - zoliq(i), 0.0) &
405        DO n = 1, ninter                 * (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
406        DO i = 1, klon            IF (rneb(i, k)>0.0 .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN
407        IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN               ! lessivage nucleation LMD5 dans la couche elle-meme
408           zrhol(i) = zrho(i) * zoliq(i) / zneb(i)               IF (t(i, k)>=ztglace) THEN
409                    zalpha_tr = a_tr_sca(3)
410           if (ptconv(i,k)) then               ELSE
411              zcl(i)=cld_lc_con                  zalpha_tr = a_tr_sca(4)
412              zct(i)=1./cld_tau_con               END IF
413           else               zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))
414              zcl(i)=cld_lc_lsc               pfrac_nucl(i, k) = pfrac_nucl(i, k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
415              zct(i)=1./cld_tau_lsc               frac_nucl(i, k) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi
416           endif  
417  c  quantité d'eau à élminier.               ! nucleation avec un facteur -1 au lieu de -0.5
418           zchau(i) = zct(i)*dtime/FLOAT(ninter) * zoliq(i)               zfrac_lessi = 1. - exp(-zprec_cond(i)/zneb(i))
419       .         *(1.0-EXP(-(zoliq(i)/zneb(i)/zcl(i))**2)) *(1.-zfice(i))               pfrac_1nucl(i, k) = pfrac_1nucl(i, k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
420  c  meme chose pour la glace.            END IF
421           if (ptconv(i,k)) then         END DO
422              zfroi(i) = dtime/FLOAT(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)  
423       .              *fallvc(zrhol(i)) * zfice(i)         ! Lessivage par impaction dans les couches en-dessous
424           else         ! boucle sur i
425              zfroi(i) = dtime/FLOAT(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)         DO kk = k - 1, 1, -1
426       .              *fallvs(zrhol(i)) * zfice(i)            DO i = 1, klon
427           endif               IF (rneb(i, k)>0. .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN
428           ztot(i) = zchau(i) + zfroi(i)                  IF (t(i, kk)>=ztglace) THEN
429           IF (zneb(i).EQ.seuil_neb) ztot(i) = 0.0                     zalpha_tr = a_tr_sca(1)
430           ztot(i) = MIN(MAX(ztot(i),0.0),zoliq(i))                  ELSE
431           zoliq(i) = MAX(zoliq(i)-ztot(i), 0.0)                     zalpha_tr = a_tr_sca(2)
432           radliq(i,k) = radliq(i,k) + zoliq(i)/FLOAT(ninter+1)                  END IF
433        ENDIF                  zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))
434        ENDDO                  pfrac_impa(i, kk) = pfrac_impa(i, kk)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
435        ENDDO                  frac_impa(i, kk) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi
436  c               END IF
437        DO i = 1, klon            END DO
438        IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN         END DO
439           d_ql(i,k) = zoliq(i)      end DO loop_vertical
440           zrfl(i) = zrfl(i)+ MAX(zcond(i)-zoliq(i),0.0)  
441       .                    * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/(RG*dtime)      ! Pluie ou neige au sol selon la temperature de la 1ere couche
442        ENDIF  
443        IF (zt(i).LT.RTT) THEN      DO i = 1, klon
444          psfl(i,k)=zrfl(i)         IF ((t(i, 1)+d_t(i, 1))<rtt) THEN
445        ELSE            snow(i) = zrfl(i)
446          prfl(i,k)=zrfl(i)            zlh_solid(i) = rlstt - rlvtt
447        ENDIF         ELSE
448        ENDDO            rain(i) = zrfl(i)
449  c            zlh_solid(i) = 0.
450  c Calculer les tendances de q et de t:         END IF
451  c      END DO
452        DO i = 1, klon  
453           d_q(i,k) = zq(i) - q(i,k)      ! For energy conservation: when snow is present, the solification
454           d_t(i,k) = zt(i) - t(i,k)      ! latent heat is considered.
455        ENDDO      DO k = 1, klev
456  c         DO i = 1, klon
457  cAA--------------- Calcul du lessivage stratiforme  -------------            zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*(q(i, k)+d_q(i, k)))
458              zmair = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
459        DO i = 1,klon            zm_solid = (prfl(i, k)-prfl(i, k+1)+psfl(i, k)-psfl(i, k+1))*dtphys
460  c            d_t(i, k) = d_t(i, k) + zlh_solid(i)*zm_solid/(zcpair*zmair)
461           zprec_cond(i) = MAX(zcond(i)-zoliq(i),0.0)         END DO
462       .                * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG      END DO
463           IF (rneb(i,k).GT.0.0.and.zprec_cond(i).gt.0.) THEN  
464  cAA lessivage nucleation LMD5 dans la couche elle-meme    contains
465              if (t(i,k) .GE. ztglace) THEN  
466                 zalpha_tr = a_tr_sca(3)      ! vitesse de chute pour cristaux de glace
467              else  
468                 zalpha_tr = a_tr_sca(4)      REAL function fallvs(zzz)
469              endif        REAL, intent(in):: zzz
470              zfrac_lessi = 1. - EXP(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))        fallvs = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_lsc
471              pfrac_nucl(i,k)=pfrac_nucl(i,k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)      end function fallvs
472              frac_nucl(i,k)= 1.-zneb(i)*zfrac_lessi  
473  c      !********************************************************
474  c nucleation avec un facteur -1 au lieu de -0.5  
475              zfrac_lessi = 1. - EXP(-zprec_cond(i)/zneb(i))      real function fallvc(zzz)
476              pfrac_1nucl(i,k)=pfrac_1nucl(i,k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)        REAL, intent(in):: zzz
477           ENDIF        fallvc = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_con
478  c      end function fallvc
479        ENDDO      ! boucle sur i  
480  c    END SUBROUTINE fisrtilp
481  cAA Lessivage par impaction dans les couches en-dessous  
482        DO kk = k-1, 1, -1  end module fisrtilp_m
         DO i = 1, klon  
           IF (rneb(i,k).GT.0.0.and.zprec_cond(i).gt.0.) THEN  
             if (t(i,kk) .GE. ztglace) THEN  
               zalpha_tr = a_tr_sca(1)  
             else  
               zalpha_tr = a_tr_sca(2)  
             endif  
             zfrac_lessi = 1. - EXP(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))  
             pfrac_impa(i,kk)=pfrac_impa(i,kk)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)  
             frac_impa(i,kk)= 1.-zneb(i)*zfrac_lessi  
           ENDIF  
         ENDDO  
       ENDDO  
 c  
 cAA----------------------------------------------------------  
 c                     FIN DE BOUCLE SUR K    
  9999 CONTINUE  
 c  
 cAA-----------------------------------------------------------  
 c  
 c Pluie ou neige au sol selon la temperature de la 1ere couche  
 c  
       DO i = 1, klon  
       IF ((t(i,1)+d_t(i,1)) .LT. RTT) THEN  
          snow(i) = zrfl(i)  
          zlh_solid(i) = RLSTT-RLVTT  
       ELSE  
          rain(i) = zrfl(i)  
          zlh_solid(i) = 0.  
       ENDIF  
       ENDDO  
 C  
 C For energy conservation : when snow is present, the solification  
 c latent heat is considered.  
       DO k = 1, klev  
         DO i = 1, klon  
           zcpair=RCPD*(1.0+RVTMP2*(q(i,k)+d_q(i,k)))  
           zmair=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG  
           zm_solid = (prfl(i,k)-prfl(i,k+1)+psfl(i,k)-psfl(i,k+1))*dtime  
           d_t(i,k) = d_t(i,k) + zlh_solid(i) *zm_solid / (zcpair*zmair)  
         END DO  
       END DO  
 c  
       RETURN  
       END  

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