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trunk/libf/phylmd/fisrtilp.f revision 12 by guez, Mon Jul 21 16:05:07 2008 UTC trunk/phylmd/fisrtilp.f90 revision 78 by guez, Wed Feb 5 17:51:07 2014 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(dtime, paprs, pplay, t, q, ptconv, ratqs, d_t, d_q, &
8       s                   frac_impa, frac_nucl,         d_ql, rneb, radliq, rain, snow, pfrac_impa, pfrac_nucl, pfrac_1nucl, &
9       s                   prfl, psfl, rhcl)         frac_impa, 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      ! Other authors: Olivier, AA, IM, YM, MAF
14        use tracstoke  
15        use YOMCST      ! Objet : condensation et précipitation stratiforme, schéma de
16        use yoethf      ! nuage, schéma de condensation à grande échelle (pluie).
17        use fcttre  
18        use comfisrtilp      USE comfisrtilp, ONLY: cld_lc_con, cld_lc_lsc, cld_tau_con, &
19        IMPLICIT none           cld_tau_lsc, coef_eva, ffallv_con, ffallv_lsc, iflag_pdf, reevap_ice
20  c======================================================================      USE dimphy, ONLY: klev, klon
21  c Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS)      USE fcttre, ONLY: dqsatl, dqsats, foede, foeew, qsatl, qsats, thermcep
22  c Date: le 20 mars 1995      USE numer_rec_95, ONLY: nr_erf
23  c Objet: condensation et precipitation stratiforme.      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, retv, rg, rlstt, rlvtt, rtt
24  c        schema de nuage      USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2
25  c======================================================================  
26  c======================================================================      ! Arguments:
27  c  
28  c Arguments:      REAL, INTENT (IN):: dtime ! intervalle du temps (s)
29  c      REAL, INTENT (IN):: paprs(klon, klev+1) ! pression a inter-couche
30        REAL, intent(in):: dtime ! intervalle du temps (s)      REAL, INTENT (IN):: pplay(klon, klev) ! pression au milieu de couche
31        REAL, intent(in):: paprs(klon,klev+1) ! pression a inter-couche      REAL, INTENT (IN):: t(klon, klev) ! temperature (K)
32        REAL, intent(in):: pplay(klon,klev) ! pression au milieu de couche      REAL, INTENT (IN):: q(klon, klev) ! humidite specifique (kg/kg)
33        REAL t(klon,klev) ! temperature (K)      LOGICAL, INTENT (IN):: ptconv(klon, klev)
34        REAL q(klon,klev) ! humidite specifique (kg/kg)  
35        REAL d_t(klon,klev) ! incrementation de la temperature (K)      REAL, INTENT (IN):: ratqs(klon, klev)
36        REAL d_q(klon,klev) ! incrementation de la vapeur d'eau      ! determine la largeur de distribution de vapeur
37        REAL d_ql(klon,klev) ! incrementation de l'eau liquide  
38        REAL rneb(klon,klev) ! fraction nuageuse      REAL, INTENT (out):: d_t(klon, klev) ! incrementation de la temperature (K)
39        REAL radliq(klon,klev) ! eau liquide utilisee dans rayonnements      REAL, INTENT (out):: d_q(klon, klev) ! incrementation de la vapeur d'eau
40        REAL rhcl(klon,klev) ! humidite relative en ciel clair      REAL, INTENT (out):: d_ql(klon, klev) ! incrementation de l'eau liquide
41        REAL rain(klon) ! pluies (mm/s)      REAL, INTENT (out):: rneb(klon, klev) ! fraction nuageuse
42        REAL snow(klon) ! neige (mm/s)  
43        REAL prfl(klon,klev+1) ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)      REAL, INTENT (out):: radliq(klon, klev)
44        REAL psfl(klon,klev+1) ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)      ! eau liquide utilisee dans rayonnement
45  cAA  
46  c Coeffients de fraction lessivee : pour OFF-LINE      REAL, INTENT (out):: rain(klon) ! pluies (mm/s)
47  c      REAL, INTENT (out):: snow(klon) ! neige (mm/s)
48        REAL pfrac_nucl(klon,klev)  
49        REAL pfrac_1nucl(klon,klev)      ! Coeffients de fraction lessivee :
50        REAL pfrac_impa(klon,klev)      REAL, INTENT (inout):: pfrac_impa(klon, klev)
51  c      REAL, INTENT (inout):: pfrac_nucl(klon, klev)
52  c Fraction d'aerosols lessivee par impaction et par nucleation      REAL, INTENT (inout):: pfrac_1nucl(klon, klev)
53  c POur ON-LINE  
54  c      ! Fraction d'aerosols lessivee par impaction
55        REAL frac_impa(klon,klev)      REAL, INTENT (out):: frac_impa(klon, klev)
56        REAL frac_nucl(klon,klev)  
57        real zct(klon),zcl(klon)      ! Fraction d'aerosols lessivee par nucleation
58  cAA      REAL, INTENT (out):: frac_nucl(klon, klev)
59  c  
60  c Options du programme:      REAL, INTENT (out):: prfl(klon, klev+1)
61  c      ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)
62        REAL seuil_neb ! un nuage existe vraiment au-dela  
63        PARAMETER (seuil_neb=0.001)      REAL, INTENT (out):: psfl(klon, klev+1)
64        ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)
65        INTEGER ninter ! sous-intervals pour la precipitation  
66        PARAMETER (ninter=5)      REAL, INTENT (out):: rhcl(klon, klev) ! humidite relative en ciel clair
67        LOGICAL evap_prec ! evaporation de la pluie  
68        PARAMETER (evap_prec=.TRUE.)      ! Local:
69        REAL ratqs(klon,klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur  
70        logical ptconv(klon,klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur      REAL zct(klon), zcl(klon)
71    
72        real zpdf_sig(klon),zpdf_k(klon),zpdf_delta(klon)      ! Options du programme:
73        real Zpdf_a(klon),zpdf_b(klon),zpdf_e1(klon),zpdf_e2(klon)  
74        real erf      REAL seuil_neb ! un nuage existe vraiment au-dela
75  c      PARAMETER (seuil_neb=0.001)
76        LOGICAL cpartiel ! condensation partielle  
77        PARAMETER (cpartiel=.TRUE.)      INTEGER ninter ! sous-intervals pour la precipitation
78        REAL t_coup      PARAMETER (ninter=5)
79        PARAMETER (t_coup=234.0)      LOGICAL evap_prec ! evaporation de la pluie
80  c      PARAMETER (evap_prec=.TRUE.)
81  c Variables locales:      REAL zpdf_sig(klon), zpdf_k(klon), zpdf_delta(klon)
82  c      REAL zpdf_a(klon), zpdf_b(klon), zpdf_e1(klon), zpdf_e2(klon)
83        INTEGER i, k, n, kk  
84        REAL zqs(klon), zdqs(klon), zdelta, zcor, zcvm5      LOGICAL cpartiel ! condensation partielle
85        REAL zrfl(klon), zrfln(klon), zqev, zqevt      PARAMETER (cpartiel=.TRUE.)
86        REAL zoliq(klon), zcond(klon), zq(klon), zqn(klon), zdelq      REAL t_coup
87        REAL ztglace, zt(klon)      PARAMETER (t_coup=234.0)
88        INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau  
89        REAL zdz(klon),zrho(klon),ztot(klon), zrhol(klon)      INTEGER i, k, n, kk
90        REAL zchau(klon),zfroi(klon),zfice(klon),zneb(klon)      REAL zqs(klon), zdqs(klon), zdelta, zcor, zcvm5
91  c      REAL zrfl(klon), zrfln(klon), zqev, zqevt
92        LOGICAL appel1er      REAL zoliq(klon), zcond(klon), zq(klon), zqn(klon), zdelq
93        SAVE appel1er      REAL ztglace, zt(klon)
94  c      INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau
95  c---------------------------------------------------------------      REAL zdz(klon), zrho(klon), ztot(klon), zrhol(klon)
96  c      REAL zchau(klon), zfroi(klon), zfice(klon), zneb(klon)
97  cAA Variables traceurs:  
98  cAA  Provisoire !!! Parametres alpha du lessivage      LOGICAL:: appel1er = .TRUE.
99  cAA  A priori on a 4 scavenging numbers possibles  
100  c      ! Variables traceurs:
101        REAL a_tr_sca(4)      ! Provisoire !!! Parametres alpha du lessivage
102        save a_tr_sca      ! A priori on a 4 scavenging numbers possibles
103  c  
104  c Variables intermediaires      REAL, save:: a_tr_sca(4)
105  c  
106        REAL zalpha_tr      ! Variables intermediaires
107        REAL zfrac_lessi  
108        REAL zprec_cond(klon)      REAL zalpha_tr
109  cAA      REAL zfrac_lessi
110        REAL zmair, zcpair, zcpeau      REAL zprec_cond(klon)
111  C     Pour la conversion eau-neige      REAL zmair, zcpair, zcpeau
112        REAL zlh_solid(klon), zm_solid      ! Pour la conversion eau-neige
113  cIM      REAL zlh_solid(klon), zm_solid
114        INTEGER klevm1  
115  c---------------------------------------------------------------      ! Fonctions en ligne:
116  c  
117  c Fonctions en ligne:      REAL fallvs, fallvc ! vitesse de chute pour crystaux de glace
118  c      REAL zzz
119        REAL fallvs,fallvc ! vitesse de chute pour crystaux de glace  
120        REAL zzz      fallvc(zzz) = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_con
121        fallvc (zzz) = 3.29/2.0 * ((zzz)**0.16) * ffallv_con      fallvs(zzz) = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_lsc
122        fallvs (zzz) = 3.29/2.0 * ((zzz)**0.16) * ffallv_lsc  
123  c      !---------------------------------------------------------------
124        DATA appel1er /.TRUE./  
125  cym      zdelq = 0.0
126        zdelq=0.0  
127              IF (appel1er) THEN
128        IF (appel1er) THEN         PRINT *, 'fisrtilp, ninter:', ninter
129  c         PRINT *, 'fisrtilp, evap_prec:', evap_prec
130           PRINT*, 'fisrtilp, ninter:', ninter         PRINT *, 'fisrtilp, cpartiel:', cpartiel
131           PRINT*, 'fisrtilp, evap_prec:', evap_prec         IF (abs(dtime / real(ninter) - 360.) > 0.001) THEN
132           PRINT*, 'fisrtilp, cpartiel:', cpartiel            PRINT *, "fisrtilp : ce n'est pas prévu, voir Z. X. Li", dtime
133           IF (ABS(dtime/FLOAT(ninter)-360.0).GT.0.001) THEN            PRINT *, 'Je préfère un sous-intervalle de 6 minutes.'
134            PRINT*, 'fisrtilp: Ce n est pas prevu, voir Z.X.Li', dtime         END IF
135            PRINT*, 'Je prefere un sous-intervalle de 6 minutes'         appel1er = .FALSE.
136  c         stop 1  
137           ENDIF         ! initialiation provisoire
          appel1er = .FALSE.  
 c  
 cAA initialiation provisoire  
138         a_tr_sca(1) = -0.5         a_tr_sca(1) = -0.5
139         a_tr_sca(2) = -0.5         a_tr_sca(2) = -0.5
140         a_tr_sca(3) = -0.5         a_tr_sca(3) = -0.5
141         a_tr_sca(4) = -0.5         a_tr_sca(4) = -0.5
142  c  
143  cAA Initialisation a 1 des coefs des fractions lessivees         ! Initialisation a 1 des coefs des fractions lessivees
144  c         DO k = 1, klev
145        DO k = 1, klev            DO i = 1, klon
146                 pfrac_nucl(i, k) = 1.
147                 pfrac_1nucl(i, k) = 1.
148                 pfrac_impa(i, k) = 1.
149              END DO
150           END DO
151        END IF
152    
153        ! Initialisation a 0 de zoliq
154        DO i = 1, klon
155           zoliq(i) = 0.
156        END DO
157        ! Determiner les nuages froids par leur temperature
158        ! nexpo regle la raideur de la transition eau liquide / eau glace.
159    
160        ztglace = rtt - 15.0
161        nexpo = 6
162    
163        ! Initialiser les sorties:
164    
165        DO k = 1, klev + 1
166           DO i = 1, klon
167              prfl(i, k) = 0.0
168              psfl(i, k) = 0.0
169           END DO
170        END DO
171    
172        DO k = 1, klev
173         DO i = 1, klon         DO i = 1, klon
174            pfrac_nucl(i,k)=1.            d_t(i, k) = 0.0
175            pfrac_1nucl(i,k)=1.            d_q(i, k) = 0.0
176            pfrac_impa(i,k)=1.            d_ql(i, k) = 0.0
177         ENDDO            rneb(i, k) = 0.0
178        ENDDO            radliq(i, k) = 0.0
179              frac_nucl(i, k) = 1.
180        ENDIF          !  test sur appel1er            frac_impa(i, k) = 1.
181  c         END DO
182  cMAf Initialisation a 0 de zoliq      END DO
183        DO i = 1, klon
184           rain(i) = 0.0
185           snow(i) = 0.0
186        END DO
187    
188        ! Initialiser le flux de precipitation a zero
189    
190        DO i = 1, klon
191           zrfl(i) = 0.0
192           zneb(i) = seuil_neb
193        END DO
194    
195        ! Pour plus de securite
196    
197        zalpha_tr = 0.
198        zfrac_lessi = 0.
199    
200        loop_vertical: DO k = klev, 1, -1
201         DO i = 1, klon         DO i = 1, klon
202            zoliq(i)=0.            zt(i) = t(i, k)
203         ENDDO            zq(i) = q(i, k)
204  c Determiner les nuages froids par leur temperature         END DO
205  c  nexpo regle la raideur de la transition eau liquide / eau glace.  
206  c         ! Calculer la varition de temp. de l'air du a la chaleur sensible
207        ztglace = RTT - 15.0         ! transporter par la pluie.
208        nexpo = 6         ! Il resterait a rajouter cet effet de la chaleur sensible sur les
209  ccc      nexpo = 1         ! flux de surface, du a la diff. de temp. entre le 1er niveau et la
210  c         ! surface.
211  c Initialiser les sorties:  
212  c         DO i = 1, klon
213        DO k = 1, klev+1            IF (k <= klev - 1) THEN
214        DO i = 1, klon               zmair = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
215           prfl(i,k) = 0.0               zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*zq(i))
216           psfl(i,k) = 0.0               zcpeau = rcpd*rvtmp2
217        ENDDO               zt(i) = ((t(i, k + 1) + d_t(i, k + 1)) * zrfl(i) * dtime &
218        ENDDO                    * zcpeau + zmair * zcpair* zt(i)) &
219                      / (zmair * zcpair + zrfl(i) * dtime * zcpeau)
220        DO k = 1, klev            END IF
221        DO i = 1, klon         END DO
222           d_t(i,k) = 0.0  
223           d_q(i,k) = 0.0         IF (evap_prec) THEN
224           d_ql(i,k) = 0.0            ! Calculer l'evaporation de la precipitation
225           rneb(i,k) = 0.0            DO i = 1, klon
226           radliq(i,k) = 0.0               IF (zrfl(i)>0.) THEN
227           frac_nucl(i,k) = 1.                  IF (thermcep) THEN
228           frac_impa(i,k) = 1.                     zdelta = max(0., sign(1., rtt-zt(i)))
229        ENDDO                     zqs(i) = r2es*foeew(zt(i), zdelta)/pplay(i, k)
230        ENDDO                     zqs(i) = min(0.5, zqs(i))
231        DO i = 1, klon                     zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))
232           rain(i) = 0.0                     zqs(i) = zqs(i)*zcor
233           snow(i) = 0.0                  ELSE
234        ENDDO                     IF (zt(i)<t_coup) THEN
235  c                        zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i, k)
236  c Initialiser le flux de precipitation a zero                     ELSE
237  c                        zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i, k)
238        DO i = 1, klon                     END IF
239           zrfl(i) = 0.0                  END IF
240           zneb(i) = seuil_neb                  zqev = max(0.0, (zqs(i)-zq(i))*zneb(i))
241        ENDDO                  zqevt = coef_eva*(1.0-zq(i)/zqs(i))*sqrt(zrfl(i))* &
242  c                       (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/pplay(i, k)*zt(i)*rd/rg
243  c                  zqevt = max(0.0, min(zqevt, zrfl(i)))*rg*dtime/ &
244  cAA Pour plus de securite                       (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))
245                    zqev = min(zqev, zqevt)
246        zalpha_tr   = 0.                  zrfln(i) = zrfl(i) - zqev*(paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg/dtime
247        zfrac_lessi = 0.  
248                    ! pour la glace, on réévapore toute la précip dans la
249  cAA----------------------------------------------------------                  ! couche du dessous la glace venant de la couche du
250  c                  ! dessus est simplement dans la couche du dessous.
251  c Boucle verticale (du haut vers le bas)  
252  c                  IF (zt(i)<t_coup .AND. reevap_ice) zrfln(i) = 0.
253  cIM : klevm1  
254        klevm1=klev-1                  zq(i) = zq(i) - (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i, k)-paprs(i, &
255        DO 9999 k = klev, 1, -1                       k+1)))*dtime
256  c                  zt(i) = zt(i) + (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i, k)-paprs(i, &
257  cAA----------------------------------------------------------                       k+1)))*dtime*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
258  c                  zrfl(i) = zrfln(i)
259        DO i = 1, klon               END IF
260           zt(i)=t(i,k)            END DO
261           zq(i)=q(i,k)         END IF
262        ENDDO  
263  c         ! Calculer Qs et L/Cp*dQs/dT:
264  c Calculer la varition de temp. de l'air du a la chaleur sensible  
265  C transporter par la pluie.         IF (thermcep) THEN
266  C Il resterait a rajouter cet effet de la chaleur sensible sur les            DO i = 1, klon
267  C flux de surface, du a la diff. de temp. entre le 1er niveau et la               zdelta = max(0., sign(1., rtt-zt(i)))
268  C surface.               zcvm5 = r5les*rlvtt*(1.-zdelta) + r5ies*rlstt*zdelta
269  C               zcvm5 = zcvm5/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
270        DO i = 1, klon               zqs(i) = r2es*foeew(zt(i), zdelta)/pplay(i, k)
271  cIM               zqs(i) = min(0.5, zqs(i))
272         IF(k.LE.klevm1) THEN                       zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))
273          zmair=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG               zqs(i) = zqs(i)*zcor
274          zcpair=RCPD*(1.0+RVTMP2*zq(i))               zdqs(i) = foede(zt(i), zdelta, zcvm5, zqs(i), zcor)
275          zcpeau=RCPD*RVTMP2            END DO
276          zt(i) = ( (t(i,k+1)+d_t(i,k+1))*zrfl(i)*dtime*zcpeau         ELSE
277       $      + zmair*zcpair*zt(i) )            DO i = 1, klon
278       $      / (zmair*zcpair + zrfl(i)*dtime*zcpeau)               IF (zt(i)<t_coup) THEN
279  CC        WRITE (6,*) 'cppluie ', zt(i)-(t(i,k+1)+d_t(i,k+1))                  zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i, k)
280         ENDIF                  zdqs(i) = dqsats(zt(i), zqs(i))
281        ENDDO               ELSE
282  c                  zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i, k)
283  c                  zdqs(i) = dqsatl(zt(i), zqs(i))
284  c Calculer l'evaporation de la precipitation               END IF
285  c            END DO
286           END IF
287    
288        IF (evap_prec) THEN         ! Determiner la condensation partielle et calculer la quantite
289        DO i = 1, klon         ! de l'eau condensee:
290        IF (zrfl(i) .GT.0.) THEN  
291           IF (thermcep) THEN         IF (cpartiel) THEN
292             zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-zt(i)))            ! Calcul de l'eau condensee et de la fraction nuageuse et de l'eau
293             zqs(i)= R2ES*FOEEW(zt(i),zdelta)/pplay(i,k)            ! nuageuse a partir des PDF de Sandrine Bony.
294             zqs(i)=MIN(0.5,zqs(i))            ! rneb : fraction nuageuse
295             zcor=1./(1.-RETV*zqs(i))            ! zqn : eau totale dans le nuage
296             zqs(i)=zqs(i)*zcor            ! zcond : eau condensee moyenne dans la maille.
297           ELSE  
298             IF (zt(i) .LT. t_coup) THEN            ! on prend en compte le réchauffement qui diminue
299                zqs(i) = qsats(zt(i)) / pplay(i,k)            ! la partie condensée
300             ELSE  
301                zqs(i) = qsatl(zt(i)) / pplay(i,k)            ! Version avec les ratqs
302             ENDIF  
303           ENDIF            IF (iflag_pdf==0) THEN
304           zqev = MAX (0.0, (zqs(i)-zq(i))*zneb(i) )               DO i = 1, klon
305           zqevt = coef_eva * (1.0-zq(i)/zqs(i)) * SQRT(zrfl(i))                  zdelq = min(ratqs(i, k), 0.99)*zq(i)
306       .         * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/pplay(i,k)*zt(i)*RD/RG                  rneb(i, k) = (zq(i)+zdelq-zqs(i))/(2.0*zdelq)
307           zqevt = MAX(0.0,MIN(zqevt,zrfl(i)))                  zqn(i) = (zq(i)+zdelq+zqs(i))/2.0
308       .         * RG*dtime/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))               END DO
309           zqev = MIN (zqev, zqevt)            ELSE
310           zrfln(i) = zrfl(i) - zqev*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))               ! Version avec les nouvelles PDFs.
311       .                            /RG/dtime               DO i = 1, klon
312                    IF (zq(i) < 1E-15) THEN
313  c pour la glace, on réévapore toute la précip dans la couche du dessous                     zq(i) = 1E-15
314  c la glace venant de la couche du dessus est simplement dans la couche                  END IF
315  c du dessous.               END DO
316                 DO i = 1, klon
317           IF (zt(i) .LT. t_coup.and.reevap_ice) zrfln(i)=0.                  zpdf_sig(i) = ratqs(i, k)*zq(i)
318                    zpdf_k(i) = -sqrt(log(1.+(zpdf_sig(i)/zq(i))**2))
319           zq(i) = zq(i) - (zrfln(i)-zrfl(i))                  zpdf_delta(i) = log(zq(i)/zqs(i))
320       .             * (RG/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)))*dtime                  zpdf_a(i) = zpdf_delta(i)/(zpdf_k(i)*sqrt(2.))
321           zt(i) = zt(i) + (zrfln(i)-zrfl(i))                  zpdf_b(i) = zpdf_k(i)/(2.*sqrt(2.))
322       .             * (RG/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)))*dtime                  zpdf_e1(i) = zpdf_a(i) - zpdf_b(i)
323       .             * RLVTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i))                  zpdf_e1(i) = sign(min(abs(zpdf_e1(i)), 5.), zpdf_e1(i))
324           zrfl(i) = zrfln(i)                  zpdf_e1(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e1(i))
325        ENDIF                  zpdf_e2(i) = zpdf_a(i) + zpdf_b(i)
326        ENDDO                  zpdf_e2(i) = sign(min(abs(zpdf_e2(i)), 5.), zpdf_e2(i))
327        ENDIF                  zpdf_e2(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e2(i))
328  c                  IF (zpdf_e1(i)<1.E-10) THEN
329  c Calculer Qs et L/Cp*dQs/dT:                     rneb(i, k) = 0.
330  c                     zqn(i) = zqs(i)
331        IF (thermcep) THEN                  ELSE
332           DO i = 1, klon                     rneb(i, k) = 0.5*zpdf_e1(i)
333             zdelta = MAX(0.,SIGN(1.,RTT-zt(i)))                     zqn(i) = zq(i)*zpdf_e2(i)/zpdf_e1(i)
334             zcvm5 = R5LES*RLVTT*(1.-zdelta) + R5IES*RLSTT*zdelta                  END IF
335             zcvm5 = zcvm5 /RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i))               END DO
336             zqs(i) = R2ES*FOEEW(zt(i),zdelta)/pplay(i,k)            END IF
337             zqs(i) = MIN(0.5,zqs(i))  
338             zcor = 1./(1.-RETV*zqs(i))            DO i = 1, klon
339             zqs(i) = zqs(i)*zcor               IF (rneb(i, k)<=0.0) zqn(i) = 0.0
340             zdqs(i) = FOEDE(zt(i),zdelta,zcvm5,zqs(i),zcor)               IF (rneb(i, k)>=1.0) zqn(i) = zq(i)
341           ENDDO               rneb(i, k) = max(0., min(1., rneb(i, k)))
342        ELSE               ! On ne divise pas par 1 + zdqs pour forcer à avoir l'eau
343           DO i = 1, klon               ! prédite par la convection. Attention : il va falloir
344              IF (zt(i).LT.t_coup) THEN               ! verifier tout ca.
345                 zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i,k)               zcond(i) = max(0., zqn(i)-zqs(i))*rneb(i, k)
346                 zdqs(i) = dqsats(zt(i),zqs(i))               rhcl(i, k) = (zqs(i)+zq(i)-zdelq)/2./zqs(i)
347              ELSE               IF (rneb(i, k) <= 0.) rhcl(i, k) = zq(i) / zqs(i)
348                 zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i,k)               IF (rneb(i, k) >= 1.) rhcl(i, k) = 1.
349                 zdqs(i) = dqsatl(zt(i),zqs(i))            END DO
350              ENDIF         ELSE
351           ENDDO            DO i = 1, klon
352        ENDIF               IF (zq(i)>zqs(i)) THEN
353  c                  rneb(i, k) = 1.0
354  c Determiner la condensation partielle et calculer la quantite               ELSE
355  c de l'eau condensee:                  rneb(i, k) = 0.0
356  c               END IF
357        IF (cpartiel) THEN               zcond(i) = max(0.0, zq(i)-zqs(i))/(1.+zdqs(i))
358              END DO
359  c        print*,'Dans partiel k=',k         END IF
360  c  
361  c   Calcul de l'eau condensee et de la fraction nuageuse et de l'eau         DO i = 1, klon
362  c   nuageuse a partir des PDF de Sandrine Bony.            zq(i) = zq(i) - zcond(i)
363  c   rneb  : fraction nuageuse            zt(i) = zt(i) + zcond(i)*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
364  c   zqn   : eau totale dans le nuage         END DO
365  c   zcond : eau condensee moyenne dans la maille.  
366  c           on prend en compte le réchauffement qui diminue la partie condensee         ! Partager l'eau condensee en precipitation et eau liquide nuageuse
367  c  
368  c   Version avec les raqts         DO i = 1, klon
369              IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
370           if (iflag_pdf.eq.0) then               zoliq(i) = zcond(i)
371                 zrho(i) = pplay(i, k)/zt(i)/rd
372             do i=1,klon               zdz(i) = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/(zrho(i)*rg)
373              zdelq = min(ratqs(i,k),0.99) * zq(i)               zfice(i) = 1.0 - (zt(i)-ztglace)/(273.13-ztglace)
374              rneb(i,k) = (zq(i)+zdelq-zqs(i)) / (2.0*zdelq)               zfice(i) = min(max(zfice(i), 0.0), 1.0)
375              zqn(i) = (zq(i)+zdelq+zqs(i))/2.0               zfice(i) = zfice(i)**nexpo
376             enddo               zneb(i) = max(rneb(i, k), seuil_neb)
377                 radliq(i, k) = zoliq(i)/real(ninter+1)
378           else            END IF
379  c         END DO
380  c   Version avec les nouvelles PDFs.  
381             do i=1,klon         DO n = 1, ninter
382                if(zq(i).lt.1.e-15) then            DO i = 1, klon
383  CC Lionel GUEZ                print*,'ZQ(',i,',',k,')=',zq(i)               IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
384                  zq(i)=1.e-15                  zrhol(i) = zrho(i)*zoliq(i)/zneb(i)
385                endif  
386             enddo                  IF (ptconv(i, k)) THEN
387             do i=1,klon                     zcl(i) = cld_lc_con
388              zpdf_sig(i)=ratqs(i,k)*zq(i)                     zct(i) = 1./cld_tau_con
389              zpdf_k(i)=-sqrt(log(1.+(zpdf_sig(i)/zq(i))**2))                  ELSE
390              zpdf_delta(i)=log(zq(i)/zqs(i))                     zcl(i) = cld_lc_lsc
391              zpdf_a(i)=zpdf_delta(i)/(zpdf_k(i)*sqrt(2.))                     zct(i) = 1./cld_tau_lsc
392              zpdf_b(i)=zpdf_k(i)/(2.*sqrt(2.))                  END IF
393              zpdf_e1(i)=zpdf_a(i)-zpdf_b(i)                  ! quantité d'eau à élminier.
394              zpdf_e1(i)=sign(min(abs(zpdf_e1(i)),5.),zpdf_e1(i))                  zchau(i) = zct(i)*dtime/real(ninter)*zoliq(i)* &
395              zpdf_e1(i)=1.-erf(zpdf_e1(i))                       (1.0-exp(-(zoliq(i)/zneb(i)/zcl(i))**2))*(1.-zfice(i))
396              zpdf_e2(i)=zpdf_a(i)+zpdf_b(i)                  ! meme chose pour la glace.
397              zpdf_e2(i)=sign(min(abs(zpdf_e2(i)),5.),zpdf_e2(i))                  IF (ptconv(i, k)) THEN
398              zpdf_e2(i)=1.-erf(zpdf_e2(i))                     zfroi(i) = dtime/real(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &
399              if (zpdf_e1(i).lt.1.e-10) then                          fallvc(zrhol(i))*zfice(i)
400                 rneb(i,k)=0.                  ELSE
401                 zqn(i)=zqs(i)                     zfroi(i) = dtime/real(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &
402              else                          fallvs(zrhol(i))*zfice(i)
403                 rneb(i,k)=0.5*zpdf_e1(i)                  END IF
404                 zqn(i)=zq(i)*zpdf_e2(i)/zpdf_e1(i)                  ztot(i) = zchau(i) + zfroi(i)
405              endif                  IF (zneb(i)==seuil_neb) ztot(i) = 0.0
406                                ztot(i) = min(max(ztot(i), 0.0), zoliq(i))
407             enddo                  zoliq(i) = max(zoliq(i)-ztot(i), 0.0)
408                    radliq(i, k) = radliq(i, k) + zoliq(i)/real(ninter+1)
409          endif ! iflag_pdf               END IF
410              END DO
411           do i=1,klon         END DO
412              IF (rneb(i,k) .LE. 0.0) zqn(i) = 0.0  
413              IF (rneb(i,k) .GE. 1.0) zqn(i) = zq(i)         DO i = 1, klon
414              rneb(i,k) = MAX(0.0,MIN(1.0,rneb(i,k)))            IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
415  c           zcond(i) = MAX(0.0,zqn(i)-zqs(i))*rneb(i,k)/(1.+zdqs(i))               d_ql(i, k) = zoliq(i)
416  c  On ne divise pas par 1+zdqs pour forcer a avoir l'eau predite par               zrfl(i) = zrfl(i) + max(zcond(i) - zoliq(i), 0.) &
417  c  la convection.                    * (paprs(i, k) - paprs(i, k + 1)) / (rg * dtime)
418  c  ATTENTION !!! Il va falloir verifier tout ca.            END IF
419              zcond(i) = MAX(0.0,zqn(i)-zqs(i))*rneb(i,k)            IF (zt(i)<rtt) THEN
420  c           print*,'ZDQS ',zdqs(i)               psfl(i, k) = zrfl(i)
421  c--Olivier            ELSE
422              rhcl(i,k)=(zqs(i)+zq(i)-zdelq)/2./zqs(i)               prfl(i, k) = zrfl(i)
423              IF (rneb(i,k) .LE. 0.0) rhcl(i,k)=zq(i)/zqs(i)            END IF
424              IF (rneb(i,k) .GE. 1.0) rhcl(i,k)=1.0         END DO
425  c--fin  
426             ENDDO         ! Calculer les tendances de q et de t:
427        ELSE         DO i = 1, klon
428           DO i = 1, klon            d_q(i, k) = zq(i) - q(i, k)
429              IF (zq(i).GT.zqs(i)) THEN            d_t(i, k) = zt(i) - t(i, k)
430                 rneb(i,k) = 1.0         END DO
431              ELSE  
432                 rneb(i,k) = 0.0         ! Calcul du lessivage stratiforme
433              ENDIF         DO i = 1, klon
434              zcond(i) = MAX(0.0,zq(i)-zqs(i))/(1.+zdqs(i))            zprec_cond(i) = max(zcond(i)-zoliq(i), 0.0)* &
435           ENDDO                 (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
436        ENDIF            IF (rneb(i, k)>0.0 .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN
437  c               ! lessivage nucleation LMD5 dans la couche elle-meme
438        DO i = 1, klon               IF (t(i, k)>=ztglace) THEN
439           zq(i) = zq(i) - zcond(i)                  zalpha_tr = a_tr_sca(3)
440  c         zt(i) = zt(i) + zcond(i) * RLVTT/RCPD               ELSE
441           zt(i) = zt(i) + zcond(i) * RLVTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i))                  zalpha_tr = a_tr_sca(4)
442        ENDDO               END IF
443  c               zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))
444  c Partager l'eau condensee en precipitation et eau liquide nuageuse               pfrac_nucl(i, k) = pfrac_nucl(i, k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
445  c               frac_nucl(i, k) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi
446        DO i = 1, klon  
447        IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN               ! nucleation avec un facteur -1 au lieu de -0.5
448           zoliq(i) = zcond(i)               zfrac_lessi = 1. - exp(-zprec_cond(i)/zneb(i))
449           zrho(i) = pplay(i,k) / zt(i) / RD               pfrac_1nucl(i, k) = pfrac_1nucl(i, k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
450           zdz(i) = (paprs(i,k)-paprs(i,k+1)) / (zrho(i)*RG)            END IF
451           zfice(i) = 1.0 - (zt(i)-ztglace) / (273.13-ztglace)         END DO
452           zfice(i) = MIN(MAX(zfice(i),0.0),1.0)  
453           zfice(i) = zfice(i)**nexpo         ! Lessivage par impaction dans les couches en-dessous
454           zneb(i) = MAX(rneb(i,k), seuil_neb)         ! boucle sur i
455           radliq(i,k) = zoliq(i)/FLOAT(ninter+1)         DO kk = k - 1, 1, -1
456        ENDIF            DO i = 1, klon
457        ENDDO               IF (rneb(i, k)>0. .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN
458  c                  IF (t(i, kk)>=ztglace) THEN
459        DO n = 1, ninter                     zalpha_tr = a_tr_sca(1)
460        DO i = 1, klon                  ELSE
461        IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN                     zalpha_tr = a_tr_sca(2)
462           zrhol(i) = zrho(i) * zoliq(i) / zneb(i)                  END IF
463                    zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))
464           if (ptconv(i,k)) then                  pfrac_impa(i, kk) = pfrac_impa(i, kk)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
465              zcl(i)=cld_lc_con                  frac_impa(i, kk) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi
466              zct(i)=1./cld_tau_con               END IF
467           else            END DO
468              zcl(i)=cld_lc_lsc         END DO
469              zct(i)=1./cld_tau_lsc      end DO loop_vertical
470           endif  
471  c  quantité d'eau à élminier.      ! Pluie ou neige au sol selon la temperature de la 1ere couche
472           zchau(i) = zct(i)*dtime/FLOAT(ninter) * zoliq(i)  
473       .         *(1.0-EXP(-(zoliq(i)/zneb(i)/zcl(i))**2)) *(1.-zfice(i))      DO i = 1, klon
474  c  meme chose pour la glace.         IF ((t(i, 1)+d_t(i, 1))<rtt) THEN
475           if (ptconv(i,k)) then            snow(i) = zrfl(i)
476              zfroi(i) = dtime/FLOAT(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)            zlh_solid(i) = rlstt - rlvtt
477       .              *fallvc(zrhol(i)) * zfice(i)         ELSE
478           else            rain(i) = zrfl(i)
479              zfroi(i) = dtime/FLOAT(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)            zlh_solid(i) = 0.
480       .              *fallvs(zrhol(i)) * zfice(i)         END IF
481           endif      END DO
482           ztot(i) = zchau(i) + zfroi(i)  
483           IF (zneb(i).EQ.seuil_neb) ztot(i) = 0.0      ! For energy conservation: when snow is present, the solification
484           ztot(i) = MIN(MAX(ztot(i),0.0),zoliq(i))      ! latent heat is considered.
485           zoliq(i) = MAX(zoliq(i)-ztot(i), 0.0)      DO k = 1, klev
486           radliq(i,k) = radliq(i,k) + zoliq(i)/FLOAT(ninter+1)         DO i = 1, klon
487        ENDIF            zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*(q(i, k)+d_q(i, k)))
488        ENDDO            zmair = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
489        ENDDO            zm_solid = (prfl(i, k)-prfl(i, k+1)+psfl(i, k)-psfl(i, k+1))*dtime
490  c            d_t(i, k) = d_t(i, k) + zlh_solid(i)*zm_solid/(zcpair*zmair)
491        DO i = 1, klon         END DO
492        IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN      END DO
493           d_ql(i,k) = zoliq(i)  
494           zrfl(i) = zrfl(i)+ MAX(zcond(i)-zoliq(i),0.0)    END SUBROUTINE fisrtilp
495       .                    * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/(RG*dtime)  
496        ENDIF  end module fisrtilp_m
       IF (zt(i).LT.RTT) THEN  
         psfl(i,k)=zrfl(i)  
       ELSE  
         prfl(i,k)=zrfl(i)  
       ENDIF  
       ENDDO  
 c  
 c Calculer les tendances de q et de t:  
 c  
       DO i = 1, klon  
          d_q(i,k) = zq(i) - q(i,k)  
          d_t(i,k) = zt(i) - t(i,k)  
       ENDDO  
 c  
 cAA--------------- Calcul du lessivage stratiforme  -------------  
   
       DO i = 1,klon  
 c  
          zprec_cond(i) = MAX(zcond(i)-zoliq(i),0.0)  
      .                * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG  
          IF (rneb(i,k).GT.0.0.and.zprec_cond(i).gt.0.) THEN  
 cAA lessivage nucleation LMD5 dans la couche elle-meme  
             if (t(i,k) .GE. ztglace) THEN  
                zalpha_tr = a_tr_sca(3)  
             else  
                zalpha_tr = a_tr_sca(4)  
             endif  
             zfrac_lessi = 1. - EXP(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))  
             pfrac_nucl(i,k)=pfrac_nucl(i,k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)  
             frac_nucl(i,k)= 1.-zneb(i)*zfrac_lessi  
 c  
 c nucleation avec un facteur -1 au lieu de -0.5  
             zfrac_lessi = 1. - EXP(-zprec_cond(i)/zneb(i))  
             pfrac_1nucl(i,k)=pfrac_1nucl(i,k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)  
          ENDIF  
 c  
       ENDDO      ! boucle sur i  
 c  
 cAA Lessivage par impaction dans les couches en-dessous  
       DO kk = k-1, 1, -1  
         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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