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trunk/libf/phylmd/fisrtilp.f revision 12 by guez, Mon Jul 21 16:05:07 2008 UTC trunk/Sources/phylmd/fisrtilp.f revision 213 by guez, Mon Feb 27 15:44:55 2017 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  
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 comfisrtilp, ONLY: cld_lc_con, cld_lc_lsc, cld_tau_con, &
18        use comfisrtilp           cld_tau_lsc, coef_eva, ffallv_con, ffallv_lsc, iflag_pdf, reevap_ice
19        IMPLICIT none      USE dimphy, ONLY: klev, klon
20  c======================================================================      USE fcttre, ONLY: dqsatl, dqsats, foede, foeew, qsatl, qsats
21  c Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS)      USE numer_rec_95, ONLY: nr_erf
22  c Date: le 20 mars 1995      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, retv, rg, rlstt, rlvtt, rtt
23  c Objet: condensation et precipitation stratiforme.      USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2
24  c        schema de nuage  
25  c======================================================================      REAL, INTENT (IN):: dtime ! intervalle du temps (s)
26  c======================================================================      REAL, INTENT (IN):: paprs(klon, klev+1) ! pression a inter-couche
27  c      REAL, INTENT (IN):: pplay(klon, klev) ! pression au milieu de couche
28  c Arguments:      REAL, INTENT (IN):: t(klon, klev) ! temperature (K)
29  c      REAL, INTENT (IN):: q(klon, klev) ! humidite specifique (kg/kg)
30        REAL, intent(in):: dtime ! intervalle du temps (s)      LOGICAL, INTENT (IN):: ptconv(klon, klev)
31        REAL, intent(in):: paprs(klon,klev+1) ! pression a inter-couche  
32        REAL, intent(in):: pplay(klon,klev) ! pression au milieu de couche      REAL, INTENT (IN):: ratqs(klon, klev)
33        REAL t(klon,klev) ! temperature (K)      ! determine la largeur de distribution de vapeur
34        REAL q(klon,klev) ! humidite specifique (kg/kg)  
35        REAL d_t(klon,klev) ! incrementation de la temperature (K)      REAL, INTENT (out):: 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_q(klon, klev) ! incrementation de la vapeur d'eau
37        REAL d_ql(klon,klev) ! incrementation de l'eau liquide      REAL, INTENT (out):: d_ql(klon, klev) ! incrementation de l'eau liquide
38        REAL rneb(klon,klev) ! fraction nuageuse      REAL, INTENT (out):: rneb(klon, klev) ! fraction nuageuse
39        REAL radliq(klon,klev) ! eau liquide utilisee dans rayonnements  
40        REAL rhcl(klon,klev) ! humidite relative en ciel clair      REAL, INTENT (out):: radliq(klon, klev)
41        REAL rain(klon) ! pluies (mm/s)      ! eau liquide utilisee dans rayonnement
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):: rain(klon) ! pluies (mm/s)
44        REAL psfl(klon,klev+1) ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)      REAL, INTENT (out):: snow(klon) ! neige (mm/s)
45  cAA  
46  c Coeffients de fraction lessivee : pour OFF-LINE      ! Coeffients de fraction lessivee :
47  c      REAL, INTENT (inout):: pfrac_impa(klon, klev)
48        REAL pfrac_nucl(klon,klev)      REAL, INTENT (inout):: pfrac_nucl(klon, klev)
49        REAL pfrac_1nucl(klon,klev)      REAL, INTENT (inout):: pfrac_1nucl(klon, klev)
50        REAL pfrac_impa(klon,klev)  
51  c      ! Fraction d'aerosols lessivee par impaction
52  c Fraction d'aerosols lessivee par impaction et par nucleation      REAL, INTENT (out):: frac_impa(klon, klev)
53  c POur ON-LINE  
54  c      ! Fraction d'aerosols lessivee par nucleation
55        REAL frac_impa(klon,klev)      REAL, INTENT (out):: frac_nucl(klon, klev)
56        REAL frac_nucl(klon,klev)  
57        real zct(klon),zcl(klon)      REAL, INTENT (out):: prfl(klon, klev+1)
58  cAA      ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)
59  c  
60  c Options du programme:      REAL, INTENT (out):: psfl(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):: rhcl(klon, klev) ! humidite relative en ciel clair
64    
65        INTEGER ninter ! sous-intervals pour la precipitation      ! Local:
66        PARAMETER (ninter=5)  
67        LOGICAL evap_prec ! evaporation de la pluie      REAL zct(klon), zcl(klon)
68        PARAMETER (evap_prec=.TRUE.)  
69        REAL ratqs(klon,klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur      ! Options du programme:
70        logical ptconv(klon,klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur  
71        REAL seuil_neb ! un nuage existe vraiment au-dela
72        real zpdf_sig(klon),zpdf_k(klon),zpdf_delta(klon)      PARAMETER (seuil_neb=0.001)
73        real Zpdf_a(klon),zpdf_b(klon),zpdf_e1(klon),zpdf_e2(klon)  
74        real erf      INTEGER ninter ! sous-intervals pour la precipitation
75  c      PARAMETER (ninter=5)
76        LOGICAL cpartiel ! condensation partielle      LOGICAL evap_prec ! evaporation de la pluie
77        PARAMETER (cpartiel=.TRUE.)      PARAMETER (evap_prec=.TRUE.)
78        REAL t_coup      REAL zpdf_sig(klon), zpdf_k(klon), zpdf_delta(klon)
79        PARAMETER (t_coup=234.0)      REAL zpdf_a(klon), zpdf_b(klon), zpdf_e1(klon), zpdf_e2(klon)
80  c  
81  c Variables locales:      LOGICAL cpartiel ! condensation partielle
82  c      PARAMETER (cpartiel=.TRUE.)
83        INTEGER i, k, n, kk      REAL t_coup
84        REAL zqs(klon), zdqs(klon), zdelta, zcor, zcvm5      PARAMETER (t_coup=234.0)
85        REAL zrfl(klon), zrfln(klon), zqev, zqevt  
86        REAL zoliq(klon), zcond(klon), zq(klon), zqn(klon), zdelq      INTEGER i, k, n, kk
87        REAL ztglace, zt(klon)      REAL zqs(klon), zdqs(klon), zcor, zcvm5
88        INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau      logical zdelta
89        REAL zdz(klon),zrho(klon),ztot(klon), zrhol(klon)      REAL zrfl(klon), zrfln(klon), zqev, zqevt
90        REAL zchau(klon),zfroi(klon),zfice(klon),zneb(klon)      REAL zoliq(klon), zcond(klon), zq(klon), zqn(klon), zdelq
91  c      REAL ztglace, zt(klon)
92        LOGICAL appel1er      INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau
93        SAVE appel1er      REAL zdz(klon), zrho(klon), ztot(klon), zrhol(klon)
94  c      REAL zchau(klon), zfroi(klon), zfice(klon), zneb(klon)
95  c---------------------------------------------------------------  
96  c      LOGICAL:: appel1er = .TRUE.
97  cAA Variables traceurs:  
98  cAA  Provisoire !!! Parametres alpha du lessivage      ! Variables traceurs:
99  cAA  A priori on a 4 scavenging numbers possibles      ! Provisoire !!! Parametres alpha du lessivage
100  c      ! A priori on a 4 scavenging numbers possibles
101        REAL a_tr_sca(4)  
102        save a_tr_sca      REAL, save:: a_tr_sca(4)
103  c  
104  c Variables intermediaires      ! Variables intermediaires
105  c  
106        REAL zalpha_tr      REAL zalpha_tr
107        REAL zfrac_lessi      REAL zfrac_lessi
108        REAL zprec_cond(klon)      REAL zprec_cond(klon)
109  cAA      REAL zmair, zcpair, zcpeau
110        REAL zmair, zcpair, zcpeau      ! Pour la conversion eau-neige
111  C     Pour la conversion eau-neige      REAL zlh_solid(klon), zm_solid
112        REAL zlh_solid(klon), zm_solid  
113  cIM      !---------------------------------------------------------------
114        INTEGER klevm1  
115  c---------------------------------------------------------------      zdelq = 0.0
116  c  
117  c Fonctions en ligne:      IF (appel1er) THEN
118  c         PRINT *, 'fisrtilp, ninter:', ninter
119        REAL fallvs,fallvc ! vitesse de chute pour crystaux de glace         PRINT *, 'fisrtilp, evap_prec:', evap_prec
120        REAL zzz         PRINT *, 'fisrtilp, cpartiel:', cpartiel
121        fallvc (zzz) = 3.29/2.0 * ((zzz)**0.16) * ffallv_con         IF (abs(dtime / real(ninter) - 360.) > 0.001) THEN
122        fallvs (zzz) = 3.29/2.0 * ((zzz)**0.16) * ffallv_lsc            PRINT *, "fisrtilp : ce n'est pas pr\'evu, voir Z. X. Li", dtime
123  c            PRINT *, "Je pr\'ef\`ere un sous-intervalle de 6 minutes."
124        DATA appel1er /.TRUE./         END IF
125  cym         appel1er = .FALSE.
126        zdelq=0.0  
127                 ! initialiation provisoire
       IF (appel1er) THEN  
 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  
128         a_tr_sca(1) = -0.5         a_tr_sca(1) = -0.5
129         a_tr_sca(2) = -0.5         a_tr_sca(2) = -0.5
130         a_tr_sca(3) = -0.5         a_tr_sca(3) = -0.5
131         a_tr_sca(4) = -0.5         a_tr_sca(4) = -0.5
132  c  
133  cAA Initialisation a 1 des coefs des fractions lessivees         ! Initialisation a 1 des coefs des fractions lessivees
134  c         DO k = 1, klev
135        DO k = 1, klev            DO i = 1, klon
136         DO i = 1, klon               pfrac_nucl(i, k) = 1.
137            pfrac_nucl(i,k)=1.               pfrac_1nucl(i, k) = 1.
138            pfrac_1nucl(i,k)=1.               pfrac_impa(i, k) = 1.
139            pfrac_impa(i,k)=1.            END DO
140         ENDDO         END DO
141        ENDDO      END IF
142    
143        ENDIF          !  test sur appel1er      ! Initialisation a 0 de zoliq
144  c      DO i = 1, klon
145  cMAf Initialisation a 0 de zoliq         zoliq(i) = 0.
146         DO i = 1, klon      END DO
147            zoliq(i)=0.      ! Determiner les nuages froids par leur temperature
148         ENDDO      ! nexpo regle la raideur de la transition eau liquide / eau glace.
149  c Determiner les nuages froids par leur temperature  
150  c  nexpo regle la raideur de la transition eau liquide / eau glace.      ztglace = rtt - 15.0
151  c      nexpo = 6
152        ztglace = RTT - 15.0  
153        nexpo = 6      ! Initialiser les sorties:
154  ccc      nexpo = 1  
155  c      DO k = 1, klev + 1
156  c Initialiser les sorties:         DO i = 1, klon
157  c            prfl(i, k) = 0.0
158        DO k = 1, klev+1            psfl(i, k) = 0.0
159        DO i = 1, klon         END DO
160           prfl(i,k) = 0.0      END DO
161           psfl(i,k) = 0.0  
162        ENDDO      DO k = 1, klev
163        ENDDO         DO i = 1, klon
164              d_t(i, k) = 0.0
165        DO k = 1, klev            d_q(i, k) = 0.0
166        DO i = 1, klon            d_ql(i, k) = 0.0
167           d_t(i,k) = 0.0            rneb(i, k) = 0.0
168           d_q(i,k) = 0.0            radliq(i, k) = 0.0
169           d_ql(i,k) = 0.0            frac_nucl(i, k) = 1.
170           rneb(i,k) = 0.0            frac_impa(i, k) = 1.
171           radliq(i,k) = 0.0         END DO
172           frac_nucl(i,k) = 1.      END DO
173           frac_impa(i,k) = 1.      DO i = 1, klon
174        ENDDO         rain(i) = 0.0
175        ENDDO         snow(i) = 0.0
176        DO i = 1, klon      END DO
177           rain(i) = 0.0  
178           snow(i) = 0.0      ! Initialiser le flux de precipitation a zero
179        ENDDO  
180  c      DO i = 1, klon
181  c Initialiser le flux de precipitation a zero         zrfl(i) = 0.0
182  c         zneb(i) = seuil_neb
183        DO i = 1, klon      END DO
184           zrfl(i) = 0.0  
185           zneb(i) = seuil_neb      ! Pour plus de securite
186        ENDDO  
187  c      zalpha_tr = 0.
188  c      zfrac_lessi = 0.
189  cAA Pour plus de securite  
190        loop_vertical: DO k = klev, 1, -1
191        zalpha_tr   = 0.         DO i = 1, klon
192        zfrac_lessi = 0.            zt(i) = t(i, k)
193              zq(i) = q(i, k)
194  cAA----------------------------------------------------------         END DO
195  c  
196  c Boucle verticale (du haut vers le bas)         ! Calculer la varition de temp. de l'air du a la chaleur sensible
197  c         ! transporter par la pluie.
198  cIM : klevm1         ! Il resterait a rajouter cet effet de la chaleur sensible sur les
199        klevm1=klev-1         ! flux de surface, du a la diff. de temp. entre le 1er niveau et la
200        DO 9999 k = klev, 1, -1         ! surface.
201  c  
202  cAA----------------------------------------------------------         DO i = 1, klon
203  c            IF (k <= klev - 1) THEN
204        DO i = 1, klon               zmair = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
205           zt(i)=t(i,k)               zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*zq(i))
206           zq(i)=q(i,k)               zcpeau = rcpd*rvtmp2
207        ENDDO               zt(i) = ((t(i, k + 1) + d_t(i, k + 1)) * zrfl(i) * dtime &
208  c                    * zcpeau + zmair * zcpair* zt(i)) &
209  c Calculer la varition de temp. de l'air du a la chaleur sensible                    / (zmair * zcpair + zrfl(i) * dtime * zcpeau)
210  C transporter par la pluie.            END IF
211  C Il resterait a rajouter cet effet de la chaleur sensible sur les         END DO
212  C flux de surface, du a la diff. de temp. entre le 1er niveau et la  
213  C surface.         IF (evap_prec) THEN
214  C            ! Calculer l'evaporation de la precipitation
215        DO i = 1, klon            DO i = 1, klon
216  cIM               IF (zrfl(i)>0.) THEN
217         IF(k.LE.klevm1) THEN                          zqs(i) = r2es*foeew(zt(i), rtt >= zt(i))/pplay(i, k)
218          zmair=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG                  zqs(i) = min(0.5, zqs(i))
219          zcpair=RCPD*(1.0+RVTMP2*zq(i))                  zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))
220          zcpeau=RCPD*RVTMP2                  zqs(i) = zqs(i)*zcor
221          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))
222       $      + zmair*zcpair*zt(i) )                  zqevt = coef_eva*(1.0-zq(i)/zqs(i))*sqrt(zrfl(i))* &
223       $      / (zmair*zcpair + zrfl(i)*dtime*zcpeau)                       (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/pplay(i, k)*zt(i)*rd/rg
224  CC        WRITE (6,*) 'cppluie ', zt(i)-(t(i,k+1)+d_t(i,k+1))                  zqevt = max(0.0, min(zqevt, zrfl(i)))*rg*dtime/ &
225         ENDIF                       (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))
226        ENDDO                  zqev = min(zqev, zqevt)
227  c                  zrfln(i) = zrfl(i) - zqev*(paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg/dtime
228  c  
229  c Calculer l'evaporation de la precipitation                  ! pour la glace, on r\'e\'evapore toute la pr\'ecip dans la
230  c                  ! couche du dessous la glace venant de la couche du
231                    ! dessus est simplement dans la couche du dessous.
232    
233        IF (evap_prec) THEN                  IF (zt(i)<t_coup .AND. reevap_ice) zrfln(i) = 0.
234        DO i = 1, klon  
235        IF (zrfl(i) .GT.0.) THEN                  zq(i) = zq(i) - (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i, k)-paprs(i, &
236           IF (thermcep) THEN                       k+1)))*dtime
237             zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-zt(i)))                  zt(i) = zt(i) + (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i, k)-paprs(i, &
238             zqs(i)= R2ES*FOEEW(zt(i),zdelta)/pplay(i,k)                       k+1)))*dtime*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
239             zqs(i)=MIN(0.5,zqs(i))                  zrfl(i) = zrfln(i)
240             zcor=1./(1.-RETV*zqs(i))               END IF
241             zqs(i)=zqs(i)*zcor            END DO
242           ELSE         END IF
243             IF (zt(i) .LT. t_coup) THEN  
244                zqs(i) = qsats(zt(i)) / pplay(i,k)         ! Calculer Qs et L/Cp*dQs/dT:
245             ELSE  
246                zqs(i) = qsatl(zt(i)) / pplay(i,k)         DO i = 1, klon
247             ENDIF            zdelta = rtt >= zt(i)
248           ENDIF            zcvm5 = merge(r5ies*rlstt, r5les*rlvtt, zdelta)
249           zqev = MAX (0.0, (zqs(i)-zq(i))*zneb(i) )            zcvm5 = zcvm5/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
250           zqevt = coef_eva * (1.0-zq(i)/zqs(i)) * SQRT(zrfl(i))            zqs(i) = r2es*foeew(zt(i), zdelta)/pplay(i, k)
251       .         * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/pplay(i,k)*zt(i)*RD/RG            zqs(i) = min(0.5, zqs(i))
252           zqevt = MAX(0.0,MIN(zqevt,zrfl(i)))            zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))
253       .         * RG*dtime/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))            zqs(i) = zqs(i)*zcor
254           zqev = MIN (zqev, zqevt)            zdqs(i) = foede(zt(i), zdelta, zcvm5, zqs(i), zcor)
255           zrfln(i) = zrfl(i) - zqev*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))         END DO
256       .                            /RG/dtime  
257           ! Determiner la condensation partielle et calculer la quantite
258  c pour la glace, on réévapore toute la précip dans la couche du dessous         ! de l'eau condensee:
259  c la glace venant de la couche du dessus est simplement dans la couche  
260  c du dessous.         IF (cpartiel) THEN
261              ! Calcul de l'eau condensee et de la fraction nuageuse et de l'eau
262           IF (zt(i) .LT. t_coup.and.reevap_ice) zrfln(i)=0.            ! nuageuse a partir des PDF de Sandrine Bony.
263              ! rneb : fraction nuageuse
264           zq(i) = zq(i) - (zrfln(i)-zrfl(i))            ! zqn : eau totale dans le nuage
265       .             * (RG/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)))*dtime            ! zcond : eau condensee moyenne dans la maille.
266           zt(i) = zt(i) + (zrfln(i)-zrfl(i))  
267       .             * (RG/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)))*dtime            ! on prend en compte le r\'echauffement qui diminue
268       .             * RLVTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i))            ! la partie condens\'ee
269           zrfl(i) = zrfln(i)  
270        ENDIF            ! Version avec les ratqs
271        ENDDO  
272        ENDIF            IF (iflag_pdf==0) THEN
273  c               DO i = 1, klon
274  c Calculer Qs et L/Cp*dQs/dT:                  zdelq = min(ratqs(i, k), 0.99)*zq(i)
275  c                  rneb(i, k) = (zq(i)+zdelq-zqs(i))/(2.0*zdelq)
276        IF (thermcep) THEN                  zqn(i) = (zq(i)+zdelq+zqs(i))/2.0
277           DO i = 1, klon               END DO
278             zdelta = MAX(0.,SIGN(1.,RTT-zt(i)))            ELSE
279             zcvm5 = R5LES*RLVTT*(1.-zdelta) + R5IES*RLSTT*zdelta               ! Version avec les nouvelles PDFs.
280             zcvm5 = zcvm5 /RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i))               DO i = 1, klon
281             zqs(i) = R2ES*FOEEW(zt(i),zdelta)/pplay(i,k)                  IF (zq(i) < 1E-15) THEN
282             zqs(i) = MIN(0.5,zqs(i))                     zq(i) = 1E-15
283             zcor = 1./(1.-RETV*zqs(i))                  END IF
284             zqs(i) = zqs(i)*zcor               END DO
285             zdqs(i) = FOEDE(zt(i),zdelta,zcvm5,zqs(i),zcor)               DO i = 1, klon
286           ENDDO                  zpdf_sig(i) = ratqs(i, k)*zq(i)
287        ELSE                  zpdf_k(i) = -sqrt(log(1.+(zpdf_sig(i)/zq(i))**2))
288           DO i = 1, klon                  zpdf_delta(i) = log(zq(i)/zqs(i))
289              IF (zt(i).LT.t_coup) THEN                  zpdf_a(i) = zpdf_delta(i)/(zpdf_k(i)*sqrt(2.))
290                 zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i,k)                  zpdf_b(i) = zpdf_k(i)/(2.*sqrt(2.))
291                 zdqs(i) = dqsats(zt(i),zqs(i))                  zpdf_e1(i) = zpdf_a(i) - zpdf_b(i)
292              ELSE                  zpdf_e1(i) = sign(min(abs(zpdf_e1(i)), 5.), zpdf_e1(i))
293                 zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i,k)                  zpdf_e1(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e1(i))
294                 zdqs(i) = dqsatl(zt(i),zqs(i))                  zpdf_e2(i) = zpdf_a(i) + zpdf_b(i)
295              ENDIF                  zpdf_e2(i) = sign(min(abs(zpdf_e2(i)), 5.), zpdf_e2(i))
296           ENDDO                  zpdf_e2(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e2(i))
297        ENDIF                  IF (zpdf_e1(i)<1.E-10) THEN
298  c                     rneb(i, k) = 0.
299  c Determiner la condensation partielle et calculer la quantite                     zqn(i) = zqs(i)
300  c de l'eau condensee:                  ELSE
301  c                     rneb(i, k) = 0.5*zpdf_e1(i)
302        IF (cpartiel) THEN                     zqn(i) = zq(i)*zpdf_e2(i)/zpdf_e1(i)
303                    END IF
304  c        print*,'Dans partiel k=',k               END DO
305  c            END IF
306  c   Calcul de l'eau condensee et de la fraction nuageuse et de l'eau  
307  c   nuageuse a partir des PDF de Sandrine Bony.            DO i = 1, klon
308  c   rneb  : fraction nuageuse               IF (rneb(i, k)<=0.0) zqn(i) = 0.0
309  c   zqn   : eau totale dans le nuage               IF (rneb(i, k)>=1.0) zqn(i) = zq(i)
310  c   zcond : eau condensee moyenne dans la maille.               rneb(i, k) = max(0., min(1., rneb(i, k)))
311  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
312  c               ! pr\'edite par la convection. Attention : il va falloir
313  c   Version avec les raqts               ! verifier tout ca.
314                 zcond(i) = max(0., zqn(i)-zqs(i))*rneb(i, k)
315           if (iflag_pdf.eq.0) then               rhcl(i, k) = (zqs(i)+zq(i)-zdelq)/2./zqs(i)
316                 IF (rneb(i, k) <= 0.) rhcl(i, k) = zq(i) / zqs(i)
317             do i=1,klon               IF (rneb(i, k) >= 1.) rhcl(i, k) = 1.
318              zdelq = min(ratqs(i,k),0.99) * zq(i)            END DO
319              rneb(i,k) = (zq(i)+zdelq-zqs(i)) / (2.0*zdelq)         ELSE
320              zqn(i) = (zq(i)+zdelq+zqs(i))/2.0            DO i = 1, klon
321             enddo               IF (zq(i)>zqs(i)) THEN
322                    rneb(i, k) = 1.0
323           else               ELSE
324  c                  rneb(i, k) = 0.0
325  c   Version avec les nouvelles PDFs.               END IF
326             do i=1,klon               zcond(i) = max(0.0, zq(i)-zqs(i))/(1.+zdqs(i))
327                if(zq(i).lt.1.e-15) then            END DO
328  CC Lionel GUEZ                print*,'ZQ(',i,',',k,')=',zq(i)         END IF
329                  zq(i)=1.e-15  
330                endif         DO i = 1, klon
331             enddo            zq(i) = zq(i) - zcond(i)
332             do i=1,klon            zt(i) = zt(i) + zcond(i)*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
333              zpdf_sig(i)=ratqs(i,k)*zq(i)         END DO
334              zpdf_k(i)=-sqrt(log(1.+(zpdf_sig(i)/zq(i))**2))  
335              zpdf_delta(i)=log(zq(i)/zqs(i))         ! Partager l'eau condensee en precipitation et eau liquide nuageuse
336              zpdf_a(i)=zpdf_delta(i)/(zpdf_k(i)*sqrt(2.))  
337              zpdf_b(i)=zpdf_k(i)/(2.*sqrt(2.))         DO i = 1, klon
338              zpdf_e1(i)=zpdf_a(i)-zpdf_b(i)            IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
339              zpdf_e1(i)=sign(min(abs(zpdf_e1(i)),5.),zpdf_e1(i))               zoliq(i) = zcond(i)
340              zpdf_e1(i)=1.-erf(zpdf_e1(i))               zrho(i) = pplay(i, k)/zt(i)/rd
341              zpdf_e2(i)=zpdf_a(i)+zpdf_b(i)               zdz(i) = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/(zrho(i)*rg)
342              zpdf_e2(i)=sign(min(abs(zpdf_e2(i)),5.),zpdf_e2(i))               zfice(i) = 1.0 - (zt(i)-ztglace)/(273.13-ztglace)
343              zpdf_e2(i)=1.-erf(zpdf_e2(i))               zfice(i) = min(max(zfice(i), 0.0), 1.0)
344              if (zpdf_e1(i).lt.1.e-10) then               zfice(i) = zfice(i)**nexpo
345                 rneb(i,k)=0.               zneb(i) = max(rneb(i, k), seuil_neb)
346                 zqn(i)=zqs(i)               radliq(i, k) = zoliq(i)/real(ninter+1)
347              else            END IF
348                 rneb(i,k)=0.5*zpdf_e1(i)         END DO
349                 zqn(i)=zq(i)*zpdf_e2(i)/zpdf_e1(i)  
350              endif         DO n = 1, ninter
351                          DO i = 1, klon
352             enddo               IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
353                    zrhol(i) = zrho(i)*zoliq(i)/zneb(i)
354          endif ! iflag_pdf  
355                    IF (ptconv(i, k)) THEN
356           do i=1,klon                     zcl(i) = cld_lc_con
357              IF (rneb(i,k) .LE. 0.0) zqn(i) = 0.0                     zct(i) = 1./cld_tau_con
358              IF (rneb(i,k) .GE. 1.0) zqn(i) = zq(i)                  ELSE
359              rneb(i,k) = MAX(0.0,MIN(1.0,rneb(i,k)))                     zcl(i) = cld_lc_lsc
360  c           zcond(i) = MAX(0.0,zqn(i)-zqs(i))*rneb(i,k)/(1.+zdqs(i))                     zct(i) = 1./cld_tau_lsc
361  c  On ne divise pas par 1+zdqs pour forcer a avoir l'eau predite par                  END IF
362  c  la convection.                  ! quantit\'e d'eau \`a \'eliminer
363  c  ATTENTION !!! Il va falloir verifier tout ca.                  zchau(i) = zct(i)*dtime/real(ninter)*zoliq(i)* &
364              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))
365  c           print*,'ZDQS ',zdqs(i)                  ! m\^eme chose pour la glace
366  c--Olivier                  IF (ptconv(i, k)) THEN
367              rhcl(i,k)=(zqs(i)+zq(i)-zdelq)/2./zqs(i)                     zfroi(i) = dtime/real(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &
368              IF (rneb(i,k) .LE. 0.0) rhcl(i,k)=zq(i)/zqs(i)                          fallvc(zrhol(i))*zfice(i)
369              IF (rneb(i,k) .GE. 1.0) rhcl(i,k)=1.0                  ELSE
370  c--fin                     zfroi(i) = dtime/real(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &
371             ENDDO                          fallvs(zrhol(i))*zfice(i)
372        ELSE                  END IF
373           DO i = 1, klon                  ztot(i) = zchau(i) + zfroi(i)
374              IF (zq(i).GT.zqs(i)) THEN                  IF (zneb(i)==seuil_neb) ztot(i) = 0.0
375                 rneb(i,k) = 1.0                  ztot(i) = min(max(ztot(i), 0.0), zoliq(i))
376              ELSE                  zoliq(i) = max(zoliq(i)-ztot(i), 0.0)
377                 rneb(i,k) = 0.0                  radliq(i, k) = radliq(i, k) + zoliq(i)/real(ninter+1)
378              ENDIF               END IF
379              zcond(i) = MAX(0.0,zq(i)-zqs(i))/(1.+zdqs(i))            END DO
380           ENDDO         END DO
381        ENDIF  
382  c         DO i = 1, klon
383        DO i = 1, klon            IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
384           zq(i) = zq(i) - zcond(i)               d_ql(i, k) = zoliq(i)
385  c         zt(i) = zt(i) + zcond(i) * RLVTT/RCPD               zrfl(i) = zrfl(i) + max(zcond(i) - zoliq(i), 0.) &
386           zt(i) = zt(i) + zcond(i) * RLVTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i))                    * (paprs(i, k) - paprs(i, k + 1)) / (rg * dtime)
387        ENDDO            END IF
388  c            IF (zt(i)<rtt) THEN
389  c Partager l'eau condensee en precipitation et eau liquide nuageuse               psfl(i, k) = zrfl(i)
390  c            ELSE
391        DO i = 1, klon               prfl(i, k) = zrfl(i)
392        IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN            END IF
393           zoliq(i) = zcond(i)         END DO
394           zrho(i) = pplay(i,k) / zt(i) / RD  
395           zdz(i) = (paprs(i,k)-paprs(i,k+1)) / (zrho(i)*RG)         ! Calculer les tendances de q et de t :
396           zfice(i) = 1.0 - (zt(i)-ztglace) / (273.13-ztglace)         DO i = 1, klon
397           zfice(i) = MIN(MAX(zfice(i),0.0),1.0)            d_q(i, k) = zq(i) - q(i, k)
398           zfice(i) = zfice(i)**nexpo            d_t(i, k) = zt(i) - t(i, k)
399           zneb(i) = MAX(rneb(i,k), seuil_neb)         END DO
400           radliq(i,k) = zoliq(i)/FLOAT(ninter+1)  
401        ENDIF         ! Calcul du lessivage stratiforme
402        ENDDO         DO i = 1, klon
403  c            zprec_cond(i) = max(zcond(i) - zoliq(i), 0.0) &
404        DO n = 1, ninter                 * (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
405        DO i = 1, klon            IF (rneb(i, k)>0.0 .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN
406        IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN               ! lessivage nucleation LMD5 dans la couche elle-meme
407           zrhol(i) = zrho(i) * zoliq(i) / zneb(i)               IF (t(i, k)>=ztglace) THEN
408                    zalpha_tr = a_tr_sca(3)
409           if (ptconv(i,k)) then               ELSE
410              zcl(i)=cld_lc_con                  zalpha_tr = a_tr_sca(4)
411              zct(i)=1./cld_tau_con               END IF
412           else               zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))
413              zcl(i)=cld_lc_lsc               pfrac_nucl(i, k) = pfrac_nucl(i, k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
414              zct(i)=1./cld_tau_lsc               frac_nucl(i, k) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi
415           endif  
416  c  quantité d'eau à élminier.               ! nucleation avec un facteur -1 au lieu de -0.5
417           zchau(i) = zct(i)*dtime/FLOAT(ninter) * zoliq(i)               zfrac_lessi = 1. - exp(-zprec_cond(i)/zneb(i))
418       .         *(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)
419  c  meme chose pour la glace.            END IF
420           if (ptconv(i,k)) then         END DO
421              zfroi(i) = dtime/FLOAT(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)  
422       .              *fallvc(zrhol(i)) * zfice(i)         ! Lessivage par impaction dans les couches en-dessous
423           else         ! boucle sur i
424              zfroi(i) = dtime/FLOAT(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)         DO kk = k - 1, 1, -1
425       .              *fallvs(zrhol(i)) * zfice(i)            DO i = 1, klon
426           endif               IF (rneb(i, k)>0. .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN
427           ztot(i) = zchau(i) + zfroi(i)                  IF (t(i, kk)>=ztglace) THEN
428           IF (zneb(i).EQ.seuil_neb) ztot(i) = 0.0                     zalpha_tr = a_tr_sca(1)
429           ztot(i) = MIN(MAX(ztot(i),0.0),zoliq(i))                  ELSE
430           zoliq(i) = MAX(zoliq(i)-ztot(i), 0.0)                     zalpha_tr = a_tr_sca(2)
431           radliq(i,k) = radliq(i,k) + zoliq(i)/FLOAT(ninter+1)                  END IF
432        ENDIF                  zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))
433        ENDDO                  pfrac_impa(i, kk) = pfrac_impa(i, kk)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
434        ENDDO                  frac_impa(i, kk) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi
435  c               END IF
436        DO i = 1, klon            END DO
437        IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN         END DO
438           d_ql(i,k) = zoliq(i)      end DO loop_vertical
439           zrfl(i) = zrfl(i)+ MAX(zcond(i)-zoliq(i),0.0)  
440       .                    * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/(RG*dtime)      ! Pluie ou neige au sol selon la temperature de la 1ere couche
441        ENDIF  
442        IF (zt(i).LT.RTT) THEN      DO i = 1, klon
443          psfl(i,k)=zrfl(i)         IF ((t(i, 1)+d_t(i, 1))<rtt) THEN
444        ELSE            snow(i) = zrfl(i)
445          prfl(i,k)=zrfl(i)            zlh_solid(i) = rlstt - rlvtt
446        ENDIF         ELSE
447        ENDDO            rain(i) = zrfl(i)
448  c            zlh_solid(i) = 0.
449  c Calculer les tendances de q et de t:         END IF
450  c      END DO
451        DO i = 1, klon  
452           d_q(i,k) = zq(i) - q(i,k)      ! For energy conservation: when snow is present, the solification
453           d_t(i,k) = zt(i) - t(i,k)      ! latent heat is considered.
454        ENDDO      DO k = 1, klev
455  c         DO i = 1, klon
456  cAA--------------- Calcul du lessivage stratiforme  -------------            zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*(q(i, k)+d_q(i, k)))
457              zmair = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
458        DO i = 1,klon            zm_solid = (prfl(i, k)-prfl(i, k+1)+psfl(i, k)-psfl(i, k+1))*dtime
459  c            d_t(i, k) = d_t(i, k) + zlh_solid(i)*zm_solid/(zcpair*zmair)
460           zprec_cond(i) = MAX(zcond(i)-zoliq(i),0.0)         END DO
461       .                * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG      END DO
462           IF (rneb(i,k).GT.0.0.and.zprec_cond(i).gt.0.) THEN  
463  cAA lessivage nucleation LMD5 dans la couche elle-meme    contains
464              if (t(i,k) .GE. ztglace) THEN  
465                 zalpha_tr = a_tr_sca(3)      ! vitesse de chute pour cristaux de glace
466              else  
467                 zalpha_tr = a_tr_sca(4)      REAL function fallvs(zzz)
468              endif        REAL, intent(in):: zzz
469              zfrac_lessi = 1. - EXP(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))        fallvs = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_lsc
470              pfrac_nucl(i,k)=pfrac_nucl(i,k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)      end function fallvs
471              frac_nucl(i,k)= 1.-zneb(i)*zfrac_lessi  
472  c      !********************************************************
473  c nucleation avec un facteur -1 au lieu de -0.5  
474              zfrac_lessi = 1. - EXP(-zprec_cond(i)/zneb(i))      real function fallvc(zzz)
475              pfrac_1nucl(i,k)=pfrac_1nucl(i,k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)        REAL, intent(in):: zzz
476           ENDIF        fallvc = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_con
477  c      end function fallvc
478        ENDDO      ! boucle sur i  
479  c    END SUBROUTINE fisrtilp
480  cAA Lessivage par impaction dans les couches en-dessous  
481        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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