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trunk/libf/phylmd/fisrtilp.f90 revision 36 by guez, Thu Dec 2 17:11:04 2010 UTC trunk/Sources/phylmd/fisrtilp.f revision 134 by guez, Wed Apr 29 15:47:56 2015 UTC
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1  SUBROUTINE fisrtilp(dtime,paprs,pplay,t,q,ptconv,ratqs,d_t,d_q,d_ql,rneb, &  module fisrtilp_m
      radliq,rain,snow,pfrac_impa,pfrac_nucl,pfrac_1nucl,frac_impa, &  
      frac_nucl,prfl,psfl,rhcl)  
   
   ! From phylmd/fisrtilp.F,v 1.2 2004/11/09 16:55:40  
   ! Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS)  
   ! Date: le 20 mars 1995  
   ! Objet: condensation et precipitation stratiforme.  
   !        schema de nuage  
   
   USE dimens_m  
   USE dimphy  
   USE tracstoke  
   USE yomcst  
   USE yoethf  
   USE fcttre  
   USE comfisrtilp  
   use numer_rec, only: nr_erf  
2    
3    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
4    
5    ! Arguments:  contains
6    
7    REAL, INTENT (IN) :: & ! intervalle du temps (s)                    SUBROUTINE fisrtilp(dtime, paprs, pplay, t, q, ptconv, ratqs, d_t, d_q, &
8         dtime         d_ql, rneb, radliq, rain, snow, pfrac_impa, pfrac_nucl, pfrac_1nucl, &
9    REAL, INTENT (IN) :: paprs(klon,klev+1) ! pression a inter-couche           frac_impa, frac_nucl, prfl, psfl, rhcl)
10    REAL, INTENT (IN) :: pplay(klon,klev) ! pression au milieu de couche  
11    REAL t(klon,klev) ! temperature (K)                                    ! From phylmd/fisrtilp.F, version 1.2 2004/11/09 16:55:40
12    REAL q(klon,klev) ! humidite specifique (kg/kg)                        ! First author: Z. X. Li (LMD/CNRS), 20 mars 1995
13    REAL d_t(klon,klev) ! incrementation de la temperature (K)              ! Other authors: Olivier, AA, IM, YM, MAF
14    REAL d_q(klon,klev) ! incrementation de la vapeur d'eau            
15    REAL d_ql(klon,klev) ! incrementation de l'eau liquide                  ! Objet : condensation et précipitation stratiforme, schéma de
16    REAL rneb(klon,klev) ! fraction nuageuse                                ! nuage, schéma de condensation à grande échelle (pluie).
17    REAL radliq(klon,klev) ! eau liquide utilisee dans rayonnements    
18    REAL rhcl(klon,klev) ! humidite relative en ciel clair                  USE comfisrtilp, ONLY: cld_lc_con, cld_lc_lsc, cld_tau_con, &
19    REAL rain(klon) ! pluies (mm/s)                                             cld_tau_lsc, coef_eva, ffallv_con, ffallv_lsc, iflag_pdf, reevap_ice
20    REAL snow(klon) ! neige (mm/s)                                          USE dimphy, ONLY: klev, klon
21    REAL prfl(klon,klev+1) ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)      USE fcttre, ONLY: dqsatl, dqsats, foede, foeew, qsatl, qsats, thermcep
22    REAL psfl(klon,klev+1) ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)      USE numer_rec_95, ONLY: nr_erf
23    ! Coeffients de fraction lessivee : pour OFF-LINE      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, retv, rg, rlstt, rlvtt, rtt
24        USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2
25    REAL pfrac_nucl(klon,klev)  
26    REAL pfrac_1nucl(klon,klev)      ! Arguments:
27    REAL pfrac_impa(klon,klev)  
28        REAL, INTENT (IN):: dtime ! intervalle du temps (s)
29    ! Fraction d'aerosols lessivee par impaction et par nucleation      REAL, INTENT (IN):: paprs(klon, klev+1) ! pression a inter-couche
30    ! POur ON-LINE      REAL, INTENT (IN):: pplay(klon, klev) ! pression au milieu de couche
31        REAL, INTENT (IN):: t(klon, klev) ! temperature (K)
32    REAL frac_impa(klon,klev)      REAL, INTENT (IN):: q(klon, klev) ! humidite specifique (kg/kg)
33    REAL frac_nucl(klon,klev)      LOGICAL, INTENT (IN):: ptconv(klon, klev)
34    REAL zct(klon), zcl(klon)  
35    !AA      REAL, INTENT (IN):: ratqs(klon, klev)
36        ! determine la largeur de distribution de vapeur
37    ! Options du programme:  
38        REAL, INTENT (out):: d_t(klon, klev) ! incrementation de la temperature (K)
39    REAL seuil_neb ! un nuage existe vraiment au-dela      REAL, INTENT (out):: d_q(klon, klev) ! incrementation de la vapeur d'eau
40    PARAMETER (seuil_neb=0.001)      REAL, INTENT (out):: d_ql(klon, klev) ! incrementation de l'eau liquide
41        REAL, INTENT (out):: rneb(klon, klev) ! fraction nuageuse
42    INTEGER ninter ! sous-intervals pour la precipitation  
43    PARAMETER (ninter=5)      REAL, INTENT (out):: radliq(klon, klev)
44    LOGICAL evap_prec ! evaporation de la pluie                            ! eau liquide utilisee dans rayonnement
45    PARAMETER (evap_prec=.TRUE.)  
46    REAL ratqs(klon,klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur      REAL, INTENT (out):: rain(klon) ! pluies (mm/s)
47    LOGICAL ptconv(klon,klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur      REAL, INTENT (out):: snow(klon) ! neige (mm/s)
48    REAL zpdf_sig(klon), zpdf_k(klon), zpdf_delta(klon)  
49    REAL zpdf_a(klon), zpdf_b(klon), zpdf_e1(klon), zpdf_e2(klon)      ! Coeffients de fraction lessivee :
50        REAL, INTENT (inout):: pfrac_impa(klon, klev)
51    LOGICAL cpartiel ! condensation partielle                              REAL, INTENT (inout):: pfrac_nucl(klon, klev)
52    PARAMETER (cpartiel=.TRUE.)      REAL, INTENT (inout):: pfrac_1nucl(klon, klev)
53    REAL t_coup  
54    PARAMETER (t_coup=234.0)      ! Fraction d'aerosols lessivee par impaction
55        REAL, INTENT (out):: frac_impa(klon, klev)
56    ! Variables locales:  
57        ! Fraction d'aerosols lessivee par nucleation
58    INTEGER i, k, n, kk      REAL, INTENT (out):: frac_nucl(klon, klev)
59    REAL zqs(klon), zdqs(klon), zdelta, zcor, zcvm5  
60    REAL zrfl(klon), zrfln(klon), zqev, zqevt      REAL, INTENT (out):: prfl(klon, klev+1)
61    REAL zoliq(klon), zcond(klon), zq(klon), zqn(klon), zdelq      ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)
62    REAL ztglace, zt(klon)  
63    INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau                              REAL, INTENT (out):: psfl(klon, klev+1)
64    REAL zdz(klon), zrho(klon), ztot(klon), zrhol(klon)      ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)
65    REAL zchau(klon), zfroi(klon), zfice(klon), zneb(klon)  
66        REAL, INTENT (out):: rhcl(klon, klev) ! humidite relative en ciel clair
67    LOGICAL appel1er  
68    SAVE appel1er      ! Local:
69    
70    !---------------------------------------------------------------      REAL zct(klon), zcl(klon)
71    
72    !AA Variables traceurs:      ! Options du programme:
73    !AA  Provisoire !!! Parametres alpha du lessivage  
74    !AA  A priori on a 4 scavenging numbers possibles      REAL seuil_neb ! un nuage existe vraiment au-dela
75        PARAMETER (seuil_neb=0.001)
76    REAL a_tr_sca(4)  
77    SAVE a_tr_sca      INTEGER ninter ! sous-intervals pour la precipitation
78        PARAMETER (ninter=5)
79    ! Variables intermediaires      LOGICAL evap_prec ! evaporation de la pluie
80        PARAMETER (evap_prec=.TRUE.)
81    REAL zalpha_tr      REAL zpdf_sig(klon), zpdf_k(klon), zpdf_delta(klon)
82    REAL zfrac_lessi      REAL zpdf_a(klon), zpdf_b(klon), zpdf_e1(klon), zpdf_e2(klon)
83    REAL zprec_cond(klon)  
84    !AA      LOGICAL cpartiel ! condensation partielle
85    REAL zmair, zcpair, zcpeau      PARAMETER (cpartiel=.TRUE.)
86    !     Pour la conversion eau-neige      REAL t_coup
87    REAL zlh_solid(klon), zm_solid      PARAMETER (t_coup=234.0)
88    !IM  
89    INTEGER klevm1      INTEGER i, k, n, kk
90    !---------------------------------------------------------------      REAL zqs(klon), zdqs(klon), zcor, zcvm5
91        logical zdelta
92    ! Fonctions en ligne:      REAL zrfl(klon), zrfln(klon), zqev, zqevt
93        REAL zoliq(klon), zcond(klon), zq(klon), zqn(klon), zdelq
94    REAL fallvs, fallvc ! vitesse de chute pour crystaux de glace            REAL ztglace, zt(klon)
95    REAL zzz      INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau
96        REAL zdz(klon), zrho(klon), ztot(klon), zrhol(klon)
97    fallvc(zzz) = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_con      REAL zchau(klon), zfroi(klon), zfice(klon), zneb(klon)
98    fallvs(zzz) = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_lsc  
99        LOGICAL:: appel1er = .TRUE.
100    DATA appel1er/ .TRUE./  
101    !ym      ! Variables traceurs:
102    zdelq = 0.0      ! Provisoire !!! Parametres alpha du lessivage
103        ! A priori on a 4 scavenging numbers possibles
104    IF (appel1er) THEN  
105        REAL, save:: a_tr_sca(4)
106       PRINT *, 'fisrtilp, ninter:', ninter  
107       PRINT *, 'fisrtilp, evap_prec:', evap_prec      ! Variables intermediaires
108       PRINT *, 'fisrtilp, cpartiel:', cpartiel  
109       IF (abs(dtime/float(ninter)-360.0)>0.001) THEN      REAL zalpha_tr
110          PRINT *, 'fisrtilp: Ce n est pas prevu, voir Z.X.Li', dtime      REAL zfrac_lessi
111          PRINT *, 'Je prefere un sous-intervalle de 6 minutes'      REAL zprec_cond(klon)
112          !         stop 1      REAL zmair, zcpair, zcpeau
113       END IF      ! Pour la conversion eau-neige
114       appel1er = .FALSE.      REAL zlh_solid(klon), zm_solid
115    
116       !AA initialiation provisoire      !---------------------------------------------------------------
117       a_tr_sca(1) = -0.5  
118       a_tr_sca(2) = -0.5      zdelq = 0.0
119       a_tr_sca(3) = -0.5  
120       a_tr_sca(4) = -0.5      IF (appel1er) THEN
121           PRINT *, 'fisrtilp, ninter:', ninter
122       !AA Initialisation a 1 des coefs des fractions lessivees         PRINT *, 'fisrtilp, evap_prec:', evap_prec
123           PRINT *, 'fisrtilp, cpartiel:', cpartiel
124       DO k = 1, klev         IF (abs(dtime / real(ninter) - 360.) > 0.001) THEN
125          DO i = 1, klon            PRINT *, "fisrtilp : ce n'est pas prévu, voir Z. X. Li", dtime
126             pfrac_nucl(i,k) = 1.            PRINT *, 'Je préfère un sous-intervalle de 6 minutes.'
127             pfrac_1nucl(i,k) = 1.         END IF
128             pfrac_impa(i,k) = 1.         appel1er = .FALSE.
129          END DO  
130       END DO         ! initialiation provisoire
131           a_tr_sca(1) = -0.5
132           a_tr_sca(2) = -0.5
133    END IF !  test sur appel1er         a_tr_sca(3) = -0.5
134    !MAf Initialisation a 0 de zoliq         a_tr_sca(4) = -0.5
135    DO i = 1, klon  
136       zoliq(i) = 0.         ! Initialisation a 1 des coefs des fractions lessivees
137    END DO         DO k = 1, klev
138    ! Determiner les nuages froids par leur temperature            DO i = 1, klon
139    !  nexpo regle la raideur de la transition eau liquide / eau glace.               pfrac_nucl(i, k) = 1.
140                 pfrac_1nucl(i, k) = 1.
141    ztglace = rtt - 15.0               pfrac_impa(i, k) = 1.
142    nexpo = 6            END DO
143    !cc      nexpo = 1         END DO
144        END IF
145    ! Initialiser les sorties:  
146        ! Initialisation a 0 de zoliq
147    DO k = 1, klev + 1      DO i = 1, klon
148       DO i = 1, klon         zoliq(i) = 0.
149          prfl(i,k) = 0.0      END DO
150          psfl(i,k) = 0.0      ! Determiner les nuages froids par leur temperature
151       END DO      ! nexpo regle la raideur de la transition eau liquide / eau glace.
152    END DO  
153        ztglace = rtt - 15.0
154    DO k = 1, klev      nexpo = 6
155       DO i = 1, klon  
156          d_t(i,k) = 0.0      ! Initialiser les sorties:
157          d_q(i,k) = 0.0  
158          d_ql(i,k) = 0.0      DO k = 1, klev + 1
159          rneb(i,k) = 0.0         DO i = 1, klon
160          radliq(i,k) = 0.0            prfl(i, k) = 0.0
161          frac_nucl(i,k) = 1.            psfl(i, k) = 0.0
162          frac_impa(i,k) = 1.         END DO
163       END DO      END DO
164    END DO  
165    DO i = 1, klon      DO k = 1, klev
166       rain(i) = 0.0         DO i = 1, klon
167       snow(i) = 0.0            d_t(i, k) = 0.0
168    END DO            d_q(i, k) = 0.0
169              d_ql(i, k) = 0.0
170    ! Initialiser le flux de precipitation a zero            rneb(i, k) = 0.0
171              radliq(i, k) = 0.0
172    DO i = 1, klon            frac_nucl(i, k) = 1.
173       zrfl(i) = 0.0            frac_impa(i, k) = 1.
174       zneb(i) = seuil_neb         END DO
175    END DO      END DO
176        DO i = 1, klon
177           rain(i) = 0.0
178    !AA Pour plus de securite         snow(i) = 0.0
179        END DO
180    zalpha_tr = 0.  
181    zfrac_lessi = 0.      ! Initialiser le flux de precipitation a zero
182    
183    !AA----------------------------------------------------------      DO i = 1, klon
184           zrfl(i) = 0.0
185    ! Boucle verticale (du haut vers le bas)         zneb(i) = seuil_neb
186        END DO
187    !IM : klevm1  
188    klevm1 = klev - 1      ! Pour plus de securite
189    DO  k = klev, 1, -1  
190        zalpha_tr = 0.
191       !AA----------------------------------------------------------      zfrac_lessi = 0.
192    
193       DO i = 1, klon      loop_vertical: DO k = klev, 1, -1
194          zt(i) = t(i,k)         DO i = 1, klon
195          zq(i) = q(i,k)            zt(i) = t(i, k)
196       END DO            zq(i) = q(i, k)
197           END DO
198       ! Calculer la varition de temp. de l'air du a la chaleur sensible  
199       ! transporter par la pluie.         ! Calculer la varition de temp. de l'air du a la chaleur sensible
200       ! Il resterait a rajouter cet effet de la chaleur sensible sur les         ! transporter par la pluie.
201       ! flux de surface, du a la diff. de temp. entre le 1er niveau et la         ! Il resterait a rajouter cet effet de la chaleur sensible sur les
202       ! surface.         ! flux de surface, du a la diff. de temp. entre le 1er niveau et la
203           ! surface.
204       DO i = 1, klon  
205          IF (k<=klevm1) THEN         DO i = 1, klon
206             zmair = (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/rg            IF (k <= klev - 1) THEN
207             zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*zq(i))               zmair = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
208             zcpeau = rcpd*rvtmp2               zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*zq(i))
209             zt(i) = ((t(i,k+1)+d_t(i,k+1))*zrfl(i)*dtime*zcpeau+zmair*zcpair* &               zcpeau = rcpd*rvtmp2
210                  zt(i))/(zmair*zcpair+zrfl(i)*dtime*zcpeau)               zt(i) = ((t(i, k + 1) + d_t(i, k + 1)) * zrfl(i) * dtime &
211             !C        WRITE (6,*) 'cppluie ', zt(i)-(t(i,k+1)+d_t(i,k+1))                    * zcpeau + zmair * zcpair* zt(i)) &
212          END IF                    / (zmair * zcpair + zrfl(i) * dtime * zcpeau)
213       END DO            END IF
214           END DO
215       ! Calculer l'evaporation de la precipitation  
216           IF (evap_prec) THEN
217              ! Calculer l'evaporation de la precipitation
218              DO i = 1, klon
219       IF (evap_prec) THEN               IF (zrfl(i)>0.) THEN
220          DO i = 1, klon                  IF (thermcep) THEN
221             IF (zrfl(i)>0.) THEN                     zqs(i) = r2es*foeew(zt(i), rtt >= zt(i))/pplay(i, k)
222                IF (thermcep) THEN                     zqs(i) = min(0.5, zqs(i))
223                   zdelta = max(0.,sign(1.,rtt-zt(i)))                     zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))
224                   zqs(i) = r2es*foeew(zt(i),zdelta)/pplay(i,k)                     zqs(i) = zqs(i)*zcor
225                   zqs(i) = min(0.5,zqs(i))                  ELSE
226                   zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))                     IF (zt(i)<t_coup) THEN
227                   zqs(i) = zqs(i)*zcor                        zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i, k)
228                ELSE                     ELSE
229                   IF (zt(i)<t_coup) THEN                        zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i, k)
230                      zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i,k)                     END IF
231                   ELSE                  END IF
232                      zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i,k)                  zqev = max(0.0, (zqs(i)-zq(i))*zneb(i))
233                   END IF                  zqevt = coef_eva*(1.0-zq(i)/zqs(i))*sqrt(zrfl(i))* &
234                END IF                       (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/pplay(i, k)*zt(i)*rd/rg
235                zqev = max(0.0,(zqs(i)-zq(i))*zneb(i))                  zqevt = max(0.0, min(zqevt, zrfl(i)))*rg*dtime/ &
236                zqevt = coef_eva*(1.0-zq(i)/zqs(i))*sqrt(zrfl(i))* &                       (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))
237                     (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/pplay(i,k)*zt(i)*rd/rg                  zqev = min(zqev, zqevt)
238                zqevt = max(0.0,min(zqevt,zrfl(i)))*rg*dtime/ &                  zrfln(i) = zrfl(i) - zqev*(paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg/dtime
239                     (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))  
240                zqev = min(zqev,zqevt)                  ! pour la glace, on réévapore toute la précip dans la
241                zrfln(i) = zrfl(i) - zqev*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/rg/dtime                  ! couche du dessous la glace venant de la couche du
242                    ! dessus est simplement dans la couche du dessous.
243                ! pour la glace, on réévapore toute la précip dans la couche du dessous  
244                ! la glace venant de la couche du dessus est simplement dans la couche                  IF (zt(i)<t_coup .AND. reevap_ice) zrfln(i) = 0.
245                ! du dessous.  
246                    zq(i) = zq(i) - (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i, k)-paprs(i, &
247                IF (zt(i)<t_coup .AND. reevap_ice) zrfln(i) = 0.                       k+1)))*dtime
248                    zt(i) = zt(i) + (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i, k)-paprs(i, &
249                zq(i) = zq(i) - (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i,k)-paprs(i, &                       k+1)))*dtime*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
250                     k+1)))*dtime                  zrfl(i) = zrfln(i)
251                zt(i) = zt(i) + (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i,k)-paprs(i, &               END IF
252                     k+1)))*dtime*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))            END DO
253                zrfl(i) = zrfln(i)         END IF
254             END IF  
255          END DO         ! Calculer Qs et L/Cp*dQs/dT:
256       END IF  
257           IF (thermcep) THEN
258       ! Calculer Qs et L/Cp*dQs/dT:            DO i = 1, klon
259                 zdelta = rtt >= zt(i)
260       IF (thermcep) THEN               zcvm5 = merge(r5ies*rlstt, r5les*rlvtt, zdelta)
261          DO i = 1, klon               zcvm5 = zcvm5/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
262             zdelta = max(0.,sign(1.,rtt-zt(i)))               zqs(i) = r2es*foeew(zt(i), zdelta)/pplay(i, k)
263             zcvm5 = r5les*rlvtt*(1.-zdelta) + r5ies*rlstt*zdelta               zqs(i) = min(0.5, zqs(i))
264             zcvm5 = zcvm5/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))               zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))
265             zqs(i) = r2es*foeew(zt(i),zdelta)/pplay(i,k)               zqs(i) = zqs(i)*zcor
266             zqs(i) = min(0.5,zqs(i))               zdqs(i) = foede(zt(i), zdelta, zcvm5, zqs(i), zcor)
267             zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))            END DO
268             zqs(i) = zqs(i)*zcor         ELSE
269             zdqs(i) = foede(zt(i),zdelta,zcvm5,zqs(i),zcor)            DO i = 1, klon
270          END DO               IF (zt(i)<t_coup) THEN
271       ELSE                  zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i, k)
272          DO i = 1, klon                  zdqs(i) = dqsats(zt(i), zqs(i))
273             IF (zt(i)<t_coup) THEN               ELSE
274                zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i,k)                  zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i, k)
275                zdqs(i) = dqsats(zt(i),zqs(i))                  zdqs(i) = dqsatl(zt(i), zqs(i))
276             ELSE               END IF
277                zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i,k)            END DO
278                zdqs(i) = dqsatl(zt(i),zqs(i))         END IF
279             END IF  
280          END DO         ! Determiner la condensation partielle et calculer la quantite
281       END IF         ! de l'eau condensee:
282    
283       ! Determiner la condensation partielle et calculer la quantite         IF (cpartiel) THEN
284       ! de l'eau condensee:            ! Calcul de l'eau condensee et de la fraction nuageuse et de l'eau
285              ! nuageuse a partir des PDF de Sandrine Bony.
286       IF (cpartiel) THEN            ! rneb : fraction nuageuse
287              ! zqn : eau totale dans le nuage
288          !        print*,'Dans partiel k=',k            ! zcond : eau condensee moyenne dans la maille.
289    
290          !   Calcul de l'eau condensee et de la fraction nuageuse et de l'eau            ! on prend en compte le réchauffement qui diminue
291          !   nuageuse a partir des PDF de Sandrine Bony.            ! la partie condensée
292          !   rneb  : fraction nuageuse  
293          !   zqn   : eau totale dans le nuage            ! Version avec les ratqs
294          !   zcond : eau condensee moyenne dans la maille.  
295          !           on prend en compte le réchauffement qui diminue la partie condensee            IF (iflag_pdf==0) THEN
296                 DO i = 1, klon
297          !   Version avec les raqts                  zdelq = min(ratqs(i, k), 0.99)*zq(i)
298                    rneb(i, k) = (zq(i)+zdelq-zqs(i))/(2.0*zdelq)
299          IF (iflag_pdf==0) THEN                  zqn(i) = (zq(i)+zdelq+zqs(i))/2.0
300                 END DO
301             DO i = 1, klon            ELSE
302                zdelq = min(ratqs(i,k),0.99)*zq(i)               ! Version avec les nouvelles PDFs.
303                rneb(i,k) = (zq(i)+zdelq-zqs(i))/(2.0*zdelq)               DO i = 1, klon
304                zqn(i) = (zq(i)+zdelq+zqs(i))/2.0                  IF (zq(i) < 1E-15) THEN
305             END DO                     zq(i) = 1E-15
306                    END IF
307          ELSE               END DO
308                 DO i = 1, klon
309             !   Version avec les nouvelles PDFs.                  zpdf_sig(i) = ratqs(i, k)*zq(i)
310             DO i = 1, klon                  zpdf_k(i) = -sqrt(log(1.+(zpdf_sig(i)/zq(i))**2))
311                IF (zq(i)<1.E-15) THEN                  zpdf_delta(i) = log(zq(i)/zqs(i))
312                   !C Lionel GUEZ                print*,'ZQ(',i,',',k,')=',zq(i)                  zpdf_a(i) = zpdf_delta(i)/(zpdf_k(i)*sqrt(2.))
313                   zq(i) = 1.E-15                  zpdf_b(i) = zpdf_k(i)/(2.*sqrt(2.))
314                END IF                  zpdf_e1(i) = zpdf_a(i) - zpdf_b(i)
315             END DO                  zpdf_e1(i) = sign(min(abs(zpdf_e1(i)), 5.), zpdf_e1(i))
316             DO i = 1, klon                  zpdf_e1(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e1(i))
317                zpdf_sig(i) = ratqs(i,k)*zq(i)                  zpdf_e2(i) = zpdf_a(i) + zpdf_b(i)
318                zpdf_k(i) = -sqrt(log(1.+(zpdf_sig(i)/zq(i))**2))                  zpdf_e2(i) = sign(min(abs(zpdf_e2(i)), 5.), zpdf_e2(i))
319                zpdf_delta(i) = log(zq(i)/zqs(i))                  zpdf_e2(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e2(i))
320                zpdf_a(i) = zpdf_delta(i)/(zpdf_k(i)*sqrt(2.))                  IF (zpdf_e1(i)<1.E-10) THEN
321                zpdf_b(i) = zpdf_k(i)/(2.*sqrt(2.))                     rneb(i, k) = 0.
322                zpdf_e1(i) = zpdf_a(i) - zpdf_b(i)                     zqn(i) = zqs(i)
323                zpdf_e1(i) = sign(min(abs(zpdf_e1(i)),5.),zpdf_e1(i))                  ELSE
324                zpdf_e1(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e1(i))                     rneb(i, k) = 0.5*zpdf_e1(i)
325                zpdf_e2(i) = zpdf_a(i) + zpdf_b(i)                     zqn(i) = zq(i)*zpdf_e2(i)/zpdf_e1(i)
326                zpdf_e2(i) = sign(min(abs(zpdf_e2(i)),5.),zpdf_e2(i))                  END IF
327                zpdf_e2(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e2(i))               END DO
328                IF (zpdf_e1(i)<1.E-10) THEN            END IF
329                   rneb(i,k) = 0.  
330                   zqn(i) = zqs(i)            DO i = 1, klon
331                ELSE               IF (rneb(i, k)<=0.0) zqn(i) = 0.0
332                   rneb(i,k) = 0.5*zpdf_e1(i)               IF (rneb(i, k)>=1.0) zqn(i) = zq(i)
333                   zqn(i) = zq(i)*zpdf_e2(i)/zpdf_e1(i)               rneb(i, k) = max(0., min(1., rneb(i, k)))
334                END IF               ! On ne divise pas par 1 + zdqs pour forcer à avoir l'eau
335                 ! prédite par la convection. Attention : il va falloir
336             END DO               ! verifier tout ca.
337                 zcond(i) = max(0., zqn(i)-zqs(i))*rneb(i, k)
338                 rhcl(i, k) = (zqs(i)+zq(i)-zdelq)/2./zqs(i)
339          END IF               IF (rneb(i, k) <= 0.) rhcl(i, k) = zq(i) / zqs(i)
340          ! iflag_pdf                                                             IF (rneb(i, k) >= 1.) rhcl(i, k) = 1.
341          DO i = 1, klon            END DO
342             IF (rneb(i,k)<=0.0) zqn(i) = 0.0         ELSE
343             IF (rneb(i,k)>=1.0) zqn(i) = zq(i)            DO i = 1, klon
344             rneb(i,k) = max(0.0,min(1.0,rneb(i,k)))               IF (zq(i)>zqs(i)) THEN
345             !           zcond(i) = MAX(0.0,zqn(i)-zqs(i))*rneb(i,k)/(1.+zdqs(i))                  rneb(i, k) = 1.0
346             !  On ne divise pas par 1+zdqs pour forcer a avoir l'eau predite par               ELSE
347             !  la convection.                  rneb(i, k) = 0.0
348             !  ATTENTION !!! Il va falloir verifier tout ca.               END IF
349             zcond(i) = max(0.0,zqn(i)-zqs(i))*rneb(i,k)               zcond(i) = max(0.0, zq(i)-zqs(i))/(1.+zdqs(i))
350             !           print*,'ZDQS ',zdqs(i)            END DO
351             !--Olivier         END IF
352             rhcl(i,k) = (zqs(i)+zq(i)-zdelq)/2./zqs(i)  
353             IF (rneb(i,k)<=0.0) rhcl(i,k) = zq(i)/zqs(i)         DO i = 1, klon
354             IF (rneb(i,k)>=1.0) rhcl(i,k) = 1.0            zq(i) = zq(i) - zcond(i)
355             !--fin            zt(i) = zt(i) + zcond(i)*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
356          END DO         END DO
357       ELSE  
358          DO i = 1, klon         ! Partager l'eau condensee en precipitation et eau liquide nuageuse
359             IF (zq(i)>zqs(i)) THEN  
360                rneb(i,k) = 1.0         DO i = 1, klon
361             ELSE            IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
362                rneb(i,k) = 0.0               zoliq(i) = zcond(i)
363             END IF               zrho(i) = pplay(i, k)/zt(i)/rd
364             zcond(i) = max(0.0,zq(i)-zqs(i))/(1.+zdqs(i))               zdz(i) = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/(zrho(i)*rg)
365          END DO               zfice(i) = 1.0 - (zt(i)-ztglace)/(273.13-ztglace)
366       END IF               zfice(i) = min(max(zfice(i), 0.0), 1.0)
367                 zfice(i) = zfice(i)**nexpo
368       DO i = 1, klon               zneb(i) = max(rneb(i, k), seuil_neb)
369          zq(i) = zq(i) - zcond(i)               radliq(i, k) = zoliq(i)/real(ninter+1)
370          !         zt(i) = zt(i) + zcond(i) * RLVTT/RCPD            END IF
371          zt(i) = zt(i) + zcond(i)*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))         END DO
372       END DO  
373           DO n = 1, ninter
374       ! Partager l'eau condensee en precipitation et eau liquide nuageuse            DO i = 1, klon
375                 IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
376       DO i = 1, klon                  zrhol(i) = zrho(i)*zoliq(i)/zneb(i)
377          IF (rneb(i,k)>0.0) THEN  
378             zoliq(i) = zcond(i)                  IF (ptconv(i, k)) THEN
379             zrho(i) = pplay(i,k)/zt(i)/rd                     zcl(i) = cld_lc_con
380             zdz(i) = (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/(zrho(i)*rg)                     zct(i) = 1./cld_tau_con
381             zfice(i) = 1.0 - (zt(i)-ztglace)/(273.13-ztglace)                  ELSE
382             zfice(i) = min(max(zfice(i),0.0),1.0)                     zcl(i) = cld_lc_lsc
383             zfice(i) = zfice(i)**nexpo                     zct(i) = 1./cld_tau_lsc
384             zneb(i) = max(rneb(i,k),seuil_neb)                  END IF
385             radliq(i,k) = zoliq(i)/float(ninter+1)                  ! quantité d'eau à élminier.
386          END IF                  zchau(i) = zct(i)*dtime/real(ninter)*zoliq(i)* &
387       END DO                       (1.0-exp(-(zoliq(i)/zneb(i)/zcl(i))**2))*(1.-zfice(i))
388                    ! meme chose pour la glace.
389       DO n = 1, ninter                  IF (ptconv(i, k)) THEN
390          DO i = 1, klon                     zfroi(i) = dtime/real(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &
391             IF (rneb(i,k)>0.0) THEN                          fallvc(zrhol(i))*zfice(i)
392                zrhol(i) = zrho(i)*zoliq(i)/zneb(i)                  ELSE
393                       zfroi(i) = dtime/real(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &
394                IF (ptconv(i,k)) THEN                          fallvs(zrhol(i))*zfice(i)
395                   zcl(i) = cld_lc_con                  END IF
396                   zct(i) = 1./cld_tau_con                  ztot(i) = zchau(i) + zfroi(i)
397                ELSE                  IF (zneb(i)==seuil_neb) ztot(i) = 0.0
398                   zcl(i) = cld_lc_lsc                  ztot(i) = min(max(ztot(i), 0.0), zoliq(i))
399                   zct(i) = 1./cld_tau_lsc                  zoliq(i) = max(zoliq(i)-ztot(i), 0.0)
400                END IF                  radliq(i, k) = radliq(i, k) + zoliq(i)/real(ninter+1)
401                !  quantité d'eau à élminier.               END IF
402                zchau(i) = zct(i)*dtime/float(ninter)*zoliq(i)* &            END DO
403                     (1.0-exp(-(zoliq(i)/zneb(i)/zcl(i))**2))*(1.-zfice(i))         END DO
404                !  meme chose pour la glace.  
405                IF (ptconv(i,k)) THEN         DO i = 1, klon
406                   zfroi(i) = dtime/float(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &            IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
407                        fallvc(zrhol(i))*zfice(i)               d_ql(i, k) = zoliq(i)
408                ELSE               zrfl(i) = zrfl(i) + max(zcond(i) - zoliq(i), 0.) &
409                   zfroi(i) = dtime/float(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &                    * (paprs(i, k) - paprs(i, k + 1)) / (rg * dtime)
410                        fallvs(zrhol(i))*zfice(i)            END IF
411                END IF            IF (zt(i)<rtt) THEN
412                ztot(i) = zchau(i) + zfroi(i)               psfl(i, k) = zrfl(i)
413                IF (zneb(i)==seuil_neb) ztot(i) = 0.0            ELSE
414                ztot(i) = min(max(ztot(i),0.0),zoliq(i))               prfl(i, k) = zrfl(i)
415                zoliq(i) = max(zoliq(i)-ztot(i),0.0)            END IF
416                radliq(i,k) = radliq(i,k) + zoliq(i)/float(ninter+1)         END DO
417             END IF  
418          END DO         ! Calculer les tendances de q et de t:
419       END DO         DO i = 1, klon
420              d_q(i, k) = zq(i) - q(i, k)
421       DO i = 1, klon            d_t(i, k) = zt(i) - t(i, k)
422          IF (rneb(i,k)>0.0) THEN         END DO
423             d_ql(i,k) = zoliq(i)  
424             zrfl(i) = zrfl(i) + max(zcond(i)-zoliq(i),0.0)*(paprs(i,k)-paprs(i &         ! Calcul du lessivage stratiforme
425                  ,k+1))/(rg*dtime)         DO i = 1, klon
426          END IF            zprec_cond(i) = max(zcond(i)-zoliq(i), 0.0)* &
427          IF (zt(i)<rtt) THEN                 (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
428             psfl(i,k) = zrfl(i)            IF (rneb(i, k)>0.0 .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN
429          ELSE               ! lessivage nucleation LMD5 dans la couche elle-meme
430             prfl(i,k) = zrfl(i)               IF (t(i, k)>=ztglace) THEN
431          END IF                  zalpha_tr = a_tr_sca(3)
432       END DO               ELSE
433                    zalpha_tr = a_tr_sca(4)
434       ! Calculer les tendances de q et de t:               END IF
435                 zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))
436       DO i = 1, klon               pfrac_nucl(i, k) = pfrac_nucl(i, k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
437          d_q(i,k) = zq(i) - q(i,k)               frac_nucl(i, k) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi
438          d_t(i,k) = zt(i) - t(i,k)  
439       END DO               ! nucleation avec un facteur -1 au lieu de -0.5
440                 zfrac_lessi = 1. - exp(-zprec_cond(i)/zneb(i))
441       !AA--------------- Calcul du lessivage stratiforme  -------------               pfrac_1nucl(i, k) = pfrac_1nucl(i, k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
442              END IF
443       DO i = 1, klon         END DO
444          zprec_cond(i) = max(zcond(i)-zoliq(i),0.0)* &  
445               (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/rg         ! Lessivage par impaction dans les couches en-dessous
446          IF (rneb(i,k)>0.0 .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN         ! boucle sur i
447             !AA lessivage nucleation LMD5 dans la couche elle-meme         DO kk = k - 1, 1, -1
448             IF (t(i,k)>=ztglace) THEN            DO i = 1, klon
449                zalpha_tr = a_tr_sca(3)               IF (rneb(i, k)>0. .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN
450             ELSE                  IF (t(i, kk)>=ztglace) THEN
451                zalpha_tr = a_tr_sca(4)                     zalpha_tr = a_tr_sca(1)
452             END IF                  ELSE
453             zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))                     zalpha_tr = a_tr_sca(2)
454             pfrac_nucl(i,k) = pfrac_nucl(i,k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)                  END IF
455             frac_nucl(i,k) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi                  zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))
456                    pfrac_impa(i, kk) = pfrac_impa(i, kk)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
457             ! nucleation avec un facteur -1 au lieu de -0.5                  frac_impa(i, kk) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi
458             zfrac_lessi = 1. - exp(-zprec_cond(i)/zneb(i))               END IF
459             pfrac_1nucl(i,k) = pfrac_1nucl(i,k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)            END DO
460          END IF         END DO
461        end DO loop_vertical
462    
463       END DO      ! Pluie ou neige au sol selon la temperature de la 1ere couche
464       !AA Lessivage par impaction dans les couches en-dessous  
465       ! boucle sur i                                              DO i = 1, klon
466       DO kk = k - 1, 1, -1         IF ((t(i, 1)+d_t(i, 1))<rtt) THEN
467          DO i = 1, klon            snow(i) = zrfl(i)
468             IF (rneb(i,k)>0.0 .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN            zlh_solid(i) = rlstt - rlvtt
469                IF (t(i,kk)>=ztglace) THEN         ELSE
470                   zalpha_tr = a_tr_sca(1)            rain(i) = zrfl(i)
471                ELSE            zlh_solid(i) = 0.
472                   zalpha_tr = a_tr_sca(2)         END IF
473                END IF      END DO
474                zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))  
475                pfrac_impa(i,kk) = pfrac_impa(i,kk)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)      ! For energy conservation: when snow is present, the solification
476                frac_impa(i,kk) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi      ! latent heat is considered.
477             END IF      DO k = 1, klev
478          END DO         DO i = 1, klon
479       END DO            zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*(q(i, k)+d_q(i, k)))
480              zmair = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
481       !AA----------------------------------------------------------            zm_solid = (prfl(i, k)-prfl(i, k+1)+psfl(i, k)-psfl(i, k+1))*dtime
482       !                     FIN DE BOUCLE SUR K            d_t(i, k) = d_t(i, k) + zlh_solid(i)*zm_solid/(zcpair*zmair)
483    end DO         END DO
484        END DO
485    !AA-----------------------------------------------------------  
486      contains
487    ! Pluie ou neige au sol selon la temperature de la 1ere couche  
488        ! vitesse de chute pour crystaux de glace
489    DO i = 1, klon  
490       IF ((t(i,1)+d_t(i,1))<rtt) THEN      REAL function fallvs(zzz)
491          snow(i) = zrfl(i)        REAL zzz
492          zlh_solid(i) = rlstt - rlvtt        fallvs = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_lsc
493       ELSE      end function fallvs
494          rain(i) = zrfl(i)  
495          zlh_solid(i) = 0.      real function fallvc(zzz)
496       END IF        REAL zzz
497    END DO        fallvc = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_con
498        end function fallvc
   ! For energy conservation : when snow is present, the solification  
   ! 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  
499    
500  END SUBROUTINE fisrtilp    END SUBROUTINE fisrtilp
501    
502    end module fisrtilp_m

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