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revision 61 by guez, Fri Apr 20 14:58:43 2012 UTC revision 68 by guez, Wed Nov 14 16:59:30 2012 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 suphec_m  
   USE yoethf_m  
   USE fcttre  
   USE comfisrtilp  
   use numer_rec_95, 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, INTENT (IN):: 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)                        ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS), 20 mars 1995
13    REAL d_t(klon,klev) ! incrementation de la temperature (K)          
14    REAL d_q(klon,klev) ! incrementation de la vapeur d'eau                ! Objet: condensation et précipitation stratiforme, schéma de
15    REAL d_ql(klon,klev) ! incrementation de l'eau liquide                  ! nuage, schéma de condensation à grande échelle (pluie).
16    REAL rneb(klon,klev) ! fraction nuageuse                            
17    REAL radliq(klon,klev) ! eau liquide utilisee dans rayonnements        USE dimphy, ONLY: klev, klon
18    REAL rhcl(klon,klev) ! humidite relative en ciel clair                  USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, retv, rg, rlstt, rlvtt, rtt
19    REAL rain(klon) ! pluies (mm/s)                                        USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2
20    REAL snow(klon) ! neige (mm/s)                                          USE fcttre, ONLY: dqsatl, dqsats, foede, foeew, qsatl, qsats, thermcep
21    REAL prfl(klon,klev+1) ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)      USE comfisrtilp, ONLY: cld_lc_con, cld_lc_lsc, cld_tau_con, &
22    REAL psfl(klon,klev+1) ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)           cld_tau_lsc, coef_eva, ffallv_con, ffallv_lsc, iflag_pdf, reevap_ice
23    ! Coeffients de fraction lessivee : pour OFF-LINE      USE numer_rec_95, ONLY: nr_erf
24    
25    REAL pfrac_nucl(klon,klev)      ! Arguments:
26    REAL pfrac_1nucl(klon,klev)  
27    REAL pfrac_impa(klon,klev)      REAL, INTENT (IN):: dtime ! intervalle du temps (s)                
28        REAL, INTENT (IN):: paprs(klon, klev+1) ! pression a inter-couche  
29    ! Fraction d'aerosols lessivee par impaction et par nucleation      REAL, INTENT (IN):: pplay(klon, klev) ! pression au milieu de couche
30    ! POur ON-LINE      REAL, INTENT (IN):: t(klon, klev) ! temperature (K)
31        REAL q(klon, klev) ! humidite specifique (kg/kg)                  
32    REAL frac_impa(klon,klev)      REAL d_t(klon, klev) ! incrementation de la temperature (K)        
33    REAL frac_nucl(klon,klev)      REAL d_q(klon, klev) ! incrementation de la vapeur d'eau          
34    REAL zct(klon), zcl(klon)      REAL d_ql(klon, klev) ! incrementation de l'eau liquide            
35    !AA      REAL rneb(klon, klev) ! fraction nuageuse                          
36        REAL radliq(klon, klev) ! eau liquide utilisee dans rayonnements  
37    ! Options du programme:      REAL rhcl(klon, klev) ! humidite relative en ciel clair            
38        REAL rain(klon) ! pluies (mm/s)                                  
39    REAL seuil_neb ! un nuage existe vraiment au-dela      REAL snow(klon) ! neige (mm/s)                                    
40    PARAMETER (seuil_neb=0.001)      REAL prfl(klon, klev+1) ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)
41        REAL psfl(klon, klev+1) ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s)
42    INTEGER ninter ! sous-intervals pour la precipitation      ! Coeffients de fraction lessivee : pour OFF-LINE
43    PARAMETER (ninter=5)  
44    LOGICAL evap_prec ! evaporation de la pluie                            REAL pfrac_nucl(klon, klev)
45    PARAMETER (evap_prec=.TRUE.)      REAL pfrac_1nucl(klon, klev)
46    REAL ratqs(klon,klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur      REAL pfrac_impa(klon, klev)
47    LOGICAL ptconv(klon,klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur  
48    REAL zpdf_sig(klon), zpdf_k(klon), zpdf_delta(klon)      ! Fraction d'aerosols lessivee par impaction et par nucleation
49    REAL zpdf_a(klon), zpdf_b(klon), zpdf_e1(klon), zpdf_e2(klon)      ! POur ON-LINE
50    
51    LOGICAL cpartiel ! condensation partielle                              REAL frac_impa(klon, klev)
52    PARAMETER (cpartiel=.TRUE.)      REAL frac_nucl(klon, klev)
53    REAL t_coup      REAL zct(klon), zcl(klon)
54    PARAMETER (t_coup=234.0)      !AA
55    
56    ! Variables locales:      ! Options du programme:
57    
58    INTEGER i, k, n, kk      REAL seuil_neb ! un nuage existe vraiment au-dela
59    REAL zqs(klon), zdqs(klon), zdelta, zcor, zcvm5      PARAMETER (seuil_neb=0.001)
60    REAL zrfl(klon), zrfln(klon), zqev, zqevt  
61    REAL zoliq(klon), zcond(klon), zq(klon), zqn(klon), zdelq      INTEGER ninter ! sous-intervals pour la precipitation
62    REAL ztglace, zt(klon)      PARAMETER (ninter=5)
63    INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau                              LOGICAL evap_prec ! evaporation de la pluie                      
64    REAL zdz(klon), zrho(klon), ztot(klon), zrhol(klon)      PARAMETER (evap_prec=.TRUE.)
65    REAL zchau(klon), zfroi(klon), zfice(klon), zneb(klon)      REAL ratqs(klon, klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur
66        LOGICAL ptconv(klon, klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur
67    LOGICAL appel1er      REAL zpdf_sig(klon), zpdf_k(klon), zpdf_delta(klon)
68    SAVE appel1er      REAL zpdf_a(klon), zpdf_b(klon), zpdf_e1(klon), zpdf_e2(klon)
69    
70    !---------------------------------------------------------------      LOGICAL cpartiel ! condensation partielle                        
71        PARAMETER (cpartiel=.TRUE.)
72    !AA Variables traceurs:      REAL t_coup
73    !AA  Provisoire !!! Parametres alpha du lessivage      PARAMETER (t_coup=234.0)
74    !AA  A priori on a 4 scavenging numbers possibles  
75        ! Variables locales:
76    REAL a_tr_sca(4)  
77    SAVE a_tr_sca      INTEGER i, k, n, kk
78        REAL zqs(klon), zdqs(klon), zdelta, zcor, zcvm5
79    ! Variables intermediaires      REAL zrfl(klon), zrfln(klon), zqev, zqevt
80        REAL zoliq(klon), zcond(klon), zq(klon), zqn(klon), zdelq
81    REAL zalpha_tr      REAL ztglace, zt(klon)
82    REAL zfrac_lessi      INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau                        
83    REAL zprec_cond(klon)      REAL zdz(klon), zrho(klon), ztot(klon), zrhol(klon)
84    !AA      REAL zchau(klon), zfroi(klon), zfice(klon), zneb(klon)
85    REAL zmair, zcpair, zcpeau  
86    !     Pour la conversion eau-neige      LOGICAL appel1er
87    REAL zlh_solid(klon), zm_solid      SAVE appel1er
88    !IM  
89    INTEGER klevm1      !---------------------------------------------------------------
90    !---------------------------------------------------------------  
91        !AA Variables traceurs:
92    ! Fonctions en ligne:      !AA  Provisoire !!! Parametres alpha du lessivage
93        !AA  A priori on a 4 scavenging numbers possibles
94    REAL fallvs, fallvc ! vitesse de chute pour crystaux de glace        
95    REAL zzz      REAL a_tr_sca(4)
96        SAVE a_tr_sca
97    fallvc(zzz) = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_con  
98    fallvs(zzz) = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_lsc      ! Variables intermediaires
99    
100    DATA appel1er/ .TRUE./      REAL zalpha_tr
101    !ym      REAL zfrac_lessi
102    zdelq = 0.0      REAL zprec_cond(klon)
103        !AA
104    IF (appel1er) THEN      REAL zmair, zcpair, zcpeau
105        !     Pour la conversion eau-neige
106       PRINT *, 'fisrtilp, ninter:', ninter      REAL zlh_solid(klon), zm_solid
107       PRINT *, 'fisrtilp, evap_prec:', evap_prec      !IM
108       PRINT *, 'fisrtilp, cpartiel:', cpartiel      INTEGER klevm1
109       IF (abs(dtime/float(ninter)-360.0)>0.001) THEN      !---------------------------------------------------------------
110          PRINT *, 'fisrtilp: Ce n est pas prevu, voir Z.X.Li', dtime  
111          PRINT *, 'Je prefere un sous-intervalle de 6 minutes'      ! Fonctions en ligne:
112          !         stop 1  
113       END IF      REAL fallvs, fallvc ! vitesse de chute pour crystaux de glace      
114       appel1er = .FALSE.      REAL zzz
115    
116       !AA initialiation provisoire      fallvc(zzz) = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_con
117       a_tr_sca(1) = -0.5      fallvs(zzz) = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_lsc
118       a_tr_sca(2) = -0.5  
119       a_tr_sca(3) = -0.5      DATA appel1er/ .TRUE./
120       a_tr_sca(4) = -0.5      !ym
121        zdelq = 0.0
122       !AA Initialisation a 1 des coefs des fractions lessivees  
123        IF (appel1er) THEN
124       DO k = 1, klev  
125          DO i = 1, klon         PRINT *, 'fisrtilp, ninter:', ninter
126             pfrac_nucl(i,k) = 1.         PRINT *, 'fisrtilp, evap_prec:', evap_prec
127             pfrac_1nucl(i,k) = 1.         PRINT *, 'fisrtilp, cpartiel:', cpartiel
128             pfrac_impa(i,k) = 1.         IF (abs(dtime / real(ninter) - 360.) > 0.001) THEN
129          END DO            PRINT *, "fisrtilp : ce n'est pas prévu, voir Z. X. Li", dtime
130       END DO            PRINT *, 'Je préfère un sous-intervalle de 6 minutes.'
131           END IF
132           appel1er = .FALSE.
133    END IF !  test sur appel1er  
134    !MAf Initialisation a 0 de zoliq         !AA initialiation provisoire
135    DO i = 1, klon         a_tr_sca(1) = -0.5
136       zoliq(i) = 0.         a_tr_sca(2) = -0.5
137    END DO         a_tr_sca(3) = -0.5
138    ! Determiner les nuages froids par leur temperature         a_tr_sca(4) = -0.5
139    !  nexpo regle la raideur de la transition eau liquide / eau glace.  
140           !AA Initialisation a 1 des coefs des fractions lessivees
141    ztglace = rtt - 15.0  
142    nexpo = 6         DO k = 1, klev
143    !cc      nexpo = 1            DO i = 1, klon
144                 pfrac_nucl(i, k) = 1.
145    ! Initialiser les sorties:               pfrac_1nucl(i, k) = 1.
146                 pfrac_impa(i, k) = 1.
147    DO k = 1, klev + 1            END DO
148       DO i = 1, klon         END DO
149          prfl(i,k) = 0.0  
150          psfl(i,k) = 0.0  
151       END DO      END IF !  test sur appel1er
152    END DO      !MAf Initialisation a 0 de zoliq
153        DO i = 1, klon
154    DO k = 1, klev         zoliq(i) = 0.
155       DO i = 1, klon      END DO
156          d_t(i,k) = 0.0      ! Determiner les nuages froids par leur temperature
157          d_q(i,k) = 0.0      !  nexpo regle la raideur de la transition eau liquide / eau glace.
158          d_ql(i,k) = 0.0  
159          rneb(i,k) = 0.0      ztglace = rtt - 15.0
160          radliq(i,k) = 0.0      nexpo = 6
161          frac_nucl(i,k) = 1.      !cc      nexpo = 1
162          frac_impa(i,k) = 1.  
163       END DO      ! Initialiser les sorties:
164    END DO  
165    DO i = 1, klon      DO k = 1, klev + 1
166       rain(i) = 0.0         DO i = 1, klon
167       snow(i) = 0.0            prfl(i, k) = 0.0
168    END DO            psfl(i, k) = 0.0
169           END DO
170    ! Initialiser le flux de precipitation a zero      END DO
171    
172    DO i = 1, klon      DO k = 1, klev
173       zrfl(i) = 0.0         DO i = 1, klon
174       zneb(i) = seuil_neb            d_t(i, k) = 0.0
175    END DO            d_q(i, k) = 0.0
176              d_ql(i, k) = 0.0
177              rneb(i, k) = 0.0
178    !AA Pour plus de securite            radliq(i, k) = 0.0
179              frac_nucl(i, k) = 1.
180    zalpha_tr = 0.            frac_impa(i, k) = 1.
181    zfrac_lessi = 0.         END DO
182        END DO
183    !AA----------------------------------------------------------      DO i = 1, klon
184           rain(i) = 0.0
185    ! Boucle verticale (du haut vers le bas)         snow(i) = 0.0
186        END DO
187    !IM : klevm1  
188    klevm1 = klev - 1      ! Initialiser le flux de precipitation a zero
189    DO  k = klev, 1, -1  
190        DO i = 1, klon
191       !AA----------------------------------------------------------         zrfl(i) = 0.0
192           zneb(i) = seuil_neb
193       DO i = 1, klon      END DO
194          zt(i) = t(i,k)  
195          zq(i) = q(i,k)  
196       END DO      !AA Pour plus de securite
197    
198       ! Calculer la varition de temp. de l'air du a la chaleur sensible      zalpha_tr = 0.
199       ! transporter par la pluie.      zfrac_lessi = 0.
200       ! Il resterait a rajouter cet effet de la chaleur sensible sur les  
201       ! flux de surface, du a la diff. de temp. entre le 1er niveau et la      !AA----------------------------------------------------------
202       ! surface.  
203        ! Boucle verticale (du haut vers le bas)
204       DO i = 1, klon  
205          IF (k<=klevm1) THEN      !IM : klevm1
206             zmair = (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/rg      klevm1 = klev - 1
207             zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*zq(i))      DO  k = klev, 1, -1
208             zcpeau = rcpd*rvtmp2  
209             zt(i) = ((t(i,k+1)+d_t(i,k+1))*zrfl(i)*dtime*zcpeau+zmair*zcpair* &         !AA----------------------------------------------------------
210                  zt(i))/(zmair*zcpair+zrfl(i)*dtime*zcpeau)  
211             !C        WRITE (6,*) 'cppluie ', zt(i)-(t(i,k+1)+d_t(i,k+1))         DO i = 1, klon
212          END IF            zt(i) = t(i, k)
213       END DO            zq(i) = q(i, k)
214           END DO
215       ! Calculer l'evaporation de la precipitation  
216           ! Calculer la varition de temp. de l'air du a la chaleur sensible
217           ! transporter par la pluie.
218           ! Il resterait a rajouter cet effet de la chaleur sensible sur les
219       IF (evap_prec) THEN         ! flux de surface, du a la diff. de temp. entre le 1er niveau et la
220          DO i = 1, klon         ! surface.
221             IF (zrfl(i)>0.) THEN  
222                IF (thermcep) THEN         DO i = 1, klon
223                   zdelta = max(0.,sign(1.,rtt-zt(i)))            IF (k<=klevm1) THEN
224                   zqs(i) = r2es*foeew(zt(i),zdelta)/pplay(i,k)               zmair = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
225                   zqs(i) = min(0.5,zqs(i))               zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*zq(i))
226                   zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))               zcpeau = rcpd*rvtmp2
227                   zqs(i) = zqs(i)*zcor               zt(i) = ((t(i, k + 1) + d_t(i, k + 1)) * zrfl(i) * dtime &
228                ELSE                    * zcpeau + zmair * zcpair* zt(i)) &
229                   IF (zt(i)<t_coup) THEN                    / (zmair * zcpair + zrfl(i) * dtime * zcpeau)
230                      zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i,k)            END IF
231                   ELSE         END DO
232                      zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i,k)  
233                   END IF         ! Calculer l'evaporation de la precipitation
234                END IF  
235                zqev = max(0.0,(zqs(i)-zq(i))*zneb(i))  
236                zqevt = coef_eva*(1.0-zq(i)/zqs(i))*sqrt(zrfl(i))* &  
237                     (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/pplay(i,k)*zt(i)*rd/rg         IF (evap_prec) THEN
238                zqevt = max(0.0,min(zqevt,zrfl(i)))*rg*dtime/ &            DO i = 1, klon
239                     (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))               IF (zrfl(i)>0.) THEN
240                zqev = min(zqev,zqevt)                  IF (thermcep) THEN
241                zrfln(i) = zrfl(i) - zqev*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/rg/dtime                     zdelta = max(0., sign(1., rtt-zt(i)))
242                       zqs(i) = r2es*foeew(zt(i), zdelta)/pplay(i, k)
243                ! pour la glace, on réévapore toute la précip dans la couche du dessous                     zqs(i) = min(0.5, zqs(i))
244                ! la glace venant de la couche du dessus est simplement dans la couche                     zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))
245                ! du dessous.                     zqs(i) = zqs(i)*zcor
246                    ELSE
247                IF (zt(i)<t_coup .AND. reevap_ice) zrfln(i) = 0.                     IF (zt(i)<t_coup) THEN
248                          zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i, k)
249                zq(i) = zq(i) - (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i,k)-paprs(i, &                     ELSE
250                     k+1)))*dtime                        zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i, k)
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 IF
253                zrfl(i) = zrfln(i)                  zqev = max(0.0, (zqs(i)-zq(i))*zneb(i))
254             END IF                  zqevt = coef_eva*(1.0-zq(i)/zqs(i))*sqrt(zrfl(i))* &
255          END DO                       (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/pplay(i, k)*zt(i)*rd/rg
256       END IF                  zqevt = max(0.0, min(zqevt, zrfl(i)))*rg*dtime/ &
257                         (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))
258       ! Calculer Qs et L/Cp*dQs/dT:                  zqev = min(zqev, zqevt)
259                    zrfln(i) = zrfl(i) - zqev*(paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg/dtime
260       IF (thermcep) THEN  
261          DO i = 1, klon                  ! pour la glace, on réévapore toute la précip dans la
262             zdelta = max(0.,sign(1.,rtt-zt(i)))                  ! couche du dessous la glace venant de la couche du
263             zcvm5 = r5les*rlvtt*(1.-zdelta) + r5ies*rlstt*zdelta                  ! dessus est simplement dans la couche du dessous.
264             zcvm5 = zcvm5/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))  
265             zqs(i) = r2es*foeew(zt(i),zdelta)/pplay(i,k)                  IF (zt(i)<t_coup .AND. reevap_ice) zrfln(i) = 0.
266             zqs(i) = min(0.5,zqs(i))  
267             zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))                  zq(i) = zq(i) - (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i, k)-paprs(i, &
268             zqs(i) = zqs(i)*zcor                       k+1)))*dtime
269             zdqs(i) = foede(zt(i),zdelta,zcvm5,zqs(i),zcor)                  zt(i) = zt(i) + (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i, k)-paprs(i, &
270          END DO                       k+1)))*dtime*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
271       ELSE                  zrfl(i) = zrfln(i)
272          DO i = 1, klon               END IF
273             IF (zt(i)<t_coup) THEN            END DO
274                zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i,k)         END IF
275                zdqs(i) = dqsats(zt(i),zqs(i))  
276             ELSE         ! Calculer Qs et L/Cp*dQs/dT:
277                zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i,k)  
278                zdqs(i) = dqsatl(zt(i),zqs(i))         IF (thermcep) THEN
279             END IF            DO i = 1, klon
280          END DO               zdelta = max(0., sign(1., rtt-zt(i)))
281       END IF               zcvm5 = r5les*rlvtt*(1.-zdelta) + r5ies*rlstt*zdelta
282                 zcvm5 = zcvm5/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
283       ! Determiner la condensation partielle et calculer la quantite               zqs(i) = r2es*foeew(zt(i), zdelta)/pplay(i, k)
284       ! de l'eau condensee:               zqs(i) = min(0.5, zqs(i))
285                 zcor = 1./(1.-retv*zqs(i))
286       IF (cpartiel) THEN               zqs(i) = zqs(i)*zcor
287                 zdqs(i) = foede(zt(i), zdelta, zcvm5, zqs(i), zcor)
288          !        print*,'Dans partiel k=',k            END DO
289           ELSE
290          !   Calcul de l'eau condensee et de la fraction nuageuse et de l'eau            DO i = 1, klon
291          !   nuageuse a partir des PDF de Sandrine Bony.               IF (zt(i)<t_coup) THEN
292          !   rneb  : fraction nuageuse                  zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i, k)
293          !   zqn   : eau totale dans le nuage                  zdqs(i) = dqsats(zt(i), zqs(i))
294          !   zcond : eau condensee moyenne dans la maille.               ELSE
295          !           on prend en compte le réchauffement qui diminue la partie condensee                  zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i, k)
296                    zdqs(i) = dqsatl(zt(i), zqs(i))
297          !   Version avec les raqts               END IF
298              END DO
299          IF (iflag_pdf==0) THEN         END IF
300    
301             DO i = 1, klon         ! Determiner la condensation partielle et calculer la quantite
302                zdelq = min(ratqs(i,k),0.99)*zq(i)         ! de l'eau condensee:
303                rneb(i,k) = (zq(i)+zdelq-zqs(i))/(2.0*zdelq)  
304                zqn(i) = (zq(i)+zdelq+zqs(i))/2.0         IF (cpartiel) THEN
305             END DO  
306              !        print*, 'Dans partiel k=', k
307          ELSE  
308              !   Calcul de l'eau condensee et de la fraction nuageuse et de l'eau
309             !   Version avec les nouvelles PDFs.            !   nuageuse a partir des PDF de Sandrine Bony.
310             DO i = 1, klon            !   rneb  : fraction nuageuse
311                IF (zq(i)<1.E-15) THEN            !   zqn   : eau totale dans le nuage
312                   !C Lionel GUEZ                print*,'ZQ(',i,',',k,')=',zq(i)            !   zcond : eau condensee moyenne dans la maille.
313                   zq(i) = 1.E-15  
314                END IF            !           on prend en compte le réchauffement qui diminue
315             END DO            !           la partie condensee
316             DO i = 1, klon  
317                zpdf_sig(i) = ratqs(i,k)*zq(i)            !   Version avec les raqts
318                zpdf_k(i) = -sqrt(log(1.+(zpdf_sig(i)/zq(i))**2))  
319                zpdf_delta(i) = log(zq(i)/zqs(i))            IF (iflag_pdf==0) THEN
320                zpdf_a(i) = zpdf_delta(i)/(zpdf_k(i)*sqrt(2.))  
321                zpdf_b(i) = zpdf_k(i)/(2.*sqrt(2.))               DO i = 1, klon
322                zpdf_e1(i) = zpdf_a(i) - zpdf_b(i)                  zdelq = min(ratqs(i, k), 0.99)*zq(i)
323                zpdf_e1(i) = sign(min(abs(zpdf_e1(i)),5.),zpdf_e1(i))                  rneb(i, k) = (zq(i)+zdelq-zqs(i))/(2.0*zdelq)
324                zpdf_e1(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e1(i))                  zqn(i) = (zq(i)+zdelq+zqs(i))/2.0
325                zpdf_e2(i) = zpdf_a(i) + zpdf_b(i)               END DO
326                zpdf_e2(i) = sign(min(abs(zpdf_e2(i)),5.),zpdf_e2(i))  
327                zpdf_e2(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e2(i))            ELSE
328                IF (zpdf_e1(i)<1.E-10) THEN  
329                   rneb(i,k) = 0.               !   Version avec les nouvelles PDFs.
330                   zqn(i) = zqs(i)               DO i = 1, klon
331                ELSE                  IF (zq(i)<1.E-15) THEN
332                   rneb(i,k) = 0.5*zpdf_e1(i)                     zq(i) = 1.E-15
333                   zqn(i) = zq(i)*zpdf_e2(i)/zpdf_e1(i)                  END IF
334                END IF               END DO
335                 DO i = 1, klon
336             END DO                  zpdf_sig(i) = ratqs(i, k)*zq(i)
337                    zpdf_k(i) = -sqrt(log(1.+(zpdf_sig(i)/zq(i))**2))
338                    zpdf_delta(i) = log(zq(i)/zqs(i))
339          END IF                  zpdf_a(i) = zpdf_delta(i)/(zpdf_k(i)*sqrt(2.))
340          ! iflag_pdf                                                                zpdf_b(i) = zpdf_k(i)/(2.*sqrt(2.))
341          DO i = 1, klon                  zpdf_e1(i) = zpdf_a(i) - zpdf_b(i)
342             IF (rneb(i,k)<=0.0) zqn(i) = 0.0                  zpdf_e1(i) = sign(min(abs(zpdf_e1(i)), 5.), zpdf_e1(i))
343             IF (rneb(i,k)>=1.0) zqn(i) = zq(i)                  zpdf_e1(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e1(i))
344             rneb(i,k) = max(0.0,min(1.0,rneb(i,k)))                  zpdf_e2(i) = zpdf_a(i) + zpdf_b(i)
345             !           zcond(i) = MAX(0.0,zqn(i)-zqs(i))*rneb(i,k)/(1.+zdqs(i))                  zpdf_e2(i) = sign(min(abs(zpdf_e2(i)), 5.), zpdf_e2(i))
346             !  On ne divise pas par 1+zdqs pour forcer a avoir l'eau predite par                  zpdf_e2(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e2(i))
347             !  la convection.                  IF (zpdf_e1(i)<1.E-10) THEN
348             !  ATTENTION !!! Il va falloir verifier tout ca.                     rneb(i, k) = 0.
349             zcond(i) = max(0.0,zqn(i)-zqs(i))*rneb(i,k)                     zqn(i) = zqs(i)
350             !           print*,'ZDQS ',zdqs(i)                  ELSE
351             !--Olivier                     rneb(i, k) = 0.5*zpdf_e1(i)
352             rhcl(i,k) = (zqs(i)+zq(i)-zdelq)/2./zqs(i)                     zqn(i) = zq(i)*zpdf_e2(i)/zpdf_e1(i)
353             IF (rneb(i,k)<=0.0) rhcl(i,k) = zq(i)/zqs(i)                  END IF
354             IF (rneb(i,k)>=1.0) rhcl(i,k) = 1.0  
355             !--fin               END DO
356          END DO  
357       ELSE  
358          DO i = 1, klon            END IF
359             IF (zq(i)>zqs(i)) THEN            ! iflag_pdf                                              
360                rneb(i,k) = 1.0            DO i = 1, klon
361             ELSE               IF (rneb(i, k)<=0.0) zqn(i) = 0.0
362                rneb(i,k) = 0.0               IF (rneb(i, k)>=1.0) zqn(i) = zq(i)
363             END IF               rneb(i, k) = max(0.0, min(1.0, rneb(i, k)))
364             zcond(i) = max(0.0,zq(i)-zqs(i))/(1.+zdqs(i))               !  On ne divise pas par 1+zdqs pour forcer a avoir l'eau
365          END DO               !  predite par la convection.  ATTENTION !!! Il va
366       END IF               !  falloir verifier tout ca.
367                 zcond(i) = max(0.0, zqn(i)-zqs(i))*rneb(i, k)
368       DO i = 1, klon               !           print*, 'ZDQS ', zdqs(i)
369          zq(i) = zq(i) - zcond(i)               !--Olivier
370          !         zt(i) = zt(i) + zcond(i) * RLVTT/RCPD               rhcl(i, k) = (zqs(i)+zq(i)-zdelq)/2./zqs(i)
371          zt(i) = zt(i) + zcond(i)*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))               IF (rneb(i, k)<=0.0) rhcl(i, k) = zq(i)/zqs(i)
372       END DO               IF (rneb(i, k)>=1.0) rhcl(i, k) = 1.0
373                 !--fin
374       ! Partager l'eau condensee en precipitation et eau liquide nuageuse            END DO
375           ELSE
376       DO i = 1, klon            DO i = 1, klon
377          IF (rneb(i,k)>0.0) THEN               IF (zq(i)>zqs(i)) THEN
378             zoliq(i) = zcond(i)                  rneb(i, k) = 1.0
379             zrho(i) = pplay(i,k)/zt(i)/rd               ELSE
380             zdz(i) = (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/(zrho(i)*rg)                  rneb(i, k) = 0.0
381             zfice(i) = 1.0 - (zt(i)-ztglace)/(273.13-ztglace)               END IF
382             zfice(i) = min(max(zfice(i),0.0),1.0)               zcond(i) = max(0.0, zq(i)-zqs(i))/(1.+zdqs(i))
383             zfice(i) = zfice(i)**nexpo            END DO
384             zneb(i) = max(rneb(i,k),seuil_neb)         END IF
385             radliq(i,k) = zoliq(i)/float(ninter+1)  
386          END IF         DO i = 1, klon
387       END DO            zq(i) = zq(i) - zcond(i)
388              !         zt(i) = zt(i) + zcond(i) * RLVTT/RCPD
389       DO n = 1, ninter            zt(i) = zt(i) + zcond(i)*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i))
390          DO i = 1, klon         END DO
391             IF (rneb(i,k)>0.0) THEN  
392                zrhol(i) = zrho(i)*zoliq(i)/zneb(i)         ! Partager l'eau condensee en precipitation et eau liquide nuageuse
393    
394                IF (ptconv(i,k)) THEN         DO i = 1, klon
395                   zcl(i) = cld_lc_con            IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
396                   zct(i) = 1./cld_tau_con               zoliq(i) = zcond(i)
397                ELSE               zrho(i) = pplay(i, k)/zt(i)/rd
398                   zcl(i) = cld_lc_lsc               zdz(i) = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/(zrho(i)*rg)
399                   zct(i) = 1./cld_tau_lsc               zfice(i) = 1.0 - (zt(i)-ztglace)/(273.13-ztglace)
400                END IF               zfice(i) = min(max(zfice(i), 0.0), 1.0)
401                !  quantité d'eau à élminier.               zfice(i) = zfice(i)**nexpo
402                zchau(i) = zct(i)*dtime/float(ninter)*zoliq(i)* &               zneb(i) = max(rneb(i, k), seuil_neb)
403                     (1.0-exp(-(zoliq(i)/zneb(i)/zcl(i))**2))*(1.-zfice(i))               radliq(i, k) = zoliq(i)/real(ninter+1)
404                !  meme chose pour la glace.            END IF
405                IF (ptconv(i,k)) THEN         END DO
406                   zfroi(i) = dtime/float(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &  
407                        fallvc(zrhol(i))*zfice(i)         DO n = 1, ninter
408                ELSE            DO i = 1, klon
409                   zfroi(i) = dtime/float(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &               IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
410                        fallvs(zrhol(i))*zfice(i)                  zrhol(i) = zrho(i)*zoliq(i)/zneb(i)
411                END IF  
412                ztot(i) = zchau(i) + zfroi(i)                  IF (ptconv(i, k)) THEN
413                IF (zneb(i)==seuil_neb) ztot(i) = 0.0                     zcl(i) = cld_lc_con
414                ztot(i) = min(max(ztot(i),0.0),zoliq(i))                     zct(i) = 1./cld_tau_con
415                zoliq(i) = max(zoliq(i)-ztot(i),0.0)                  ELSE
416                radliq(i,k) = radliq(i,k) + zoliq(i)/float(ninter+1)                     zcl(i) = cld_lc_lsc
417             END IF                     zct(i) = 1./cld_tau_lsc
418          END DO                  END IF
419       END DO                  !  quantité d'eau à élminier.
420                    zchau(i) = zct(i)*dtime/real(ninter)*zoliq(i)* &
421       DO i = 1, klon                       (1.0-exp(-(zoliq(i)/zneb(i)/zcl(i))**2))*(1.-zfice(i))
422          IF (rneb(i,k)>0.0) THEN                  !  meme chose pour la glace.
423             d_ql(i,k) = zoliq(i)                  IF (ptconv(i, k)) THEN
424             zrfl(i) = zrfl(i) + max(zcond(i)-zoliq(i),0.0)*(paprs(i,k)-paprs(i &                     zfroi(i) = dtime/real(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &
425                  ,k+1))/(rg*dtime)                          fallvc(zrhol(i))*zfice(i)
426          END IF                  ELSE
427          IF (zt(i)<rtt) THEN                     zfroi(i) = dtime/real(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* &
428             psfl(i,k) = zrfl(i)                          fallvs(zrhol(i))*zfice(i)
429          ELSE                  END IF
430             prfl(i,k) = zrfl(i)                  ztot(i) = zchau(i) + zfroi(i)
431          END IF                  IF (zneb(i)==seuil_neb) ztot(i) = 0.0
432       END DO                  ztot(i) = min(max(ztot(i), 0.0), zoliq(i))
433                    zoliq(i) = max(zoliq(i)-ztot(i), 0.0)
434       ! Calculer les tendances de q et de t:                  radliq(i, k) = radliq(i, k) + zoliq(i)/real(ninter+1)
435                 END IF
436       DO i = 1, klon            END DO
437          d_q(i,k) = zq(i) - q(i,k)         END DO
438          d_t(i,k) = zt(i) - t(i,k)  
439       END DO         DO i = 1, klon
440              IF (rneb(i, k)>0.0) THEN
441       !AA--------------- Calcul du lessivage stratiforme  -------------               d_ql(i, k) = zoliq(i)
442                 zrfl(i) = zrfl(i) + max(zcond(i) - zoliq(i), 0.) &
443       DO i = 1, klon                    * (paprs(i, k) - paprs(i, k + 1)) / (rg * dtime)
444          zprec_cond(i) = max(zcond(i)-zoliq(i),0.0)* &            END IF
445               (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/rg            IF (zt(i)<rtt) THEN
446          IF (rneb(i,k)>0.0 .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN               psfl(i, k) = zrfl(i)
447             !AA lessivage nucleation LMD5 dans la couche elle-meme            ELSE
448             IF (t(i,k)>=ztglace) THEN               prfl(i, k) = zrfl(i)
449                zalpha_tr = a_tr_sca(3)            END IF
450             ELSE         END DO
451                zalpha_tr = a_tr_sca(4)  
452             END IF         ! Calculer les tendances de q et de t:
453             zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))  
454             pfrac_nucl(i,k) = pfrac_nucl(i,k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)         DO i = 1, klon
455             frac_nucl(i,k) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi            d_q(i, k) = zq(i) - q(i, k)
456              d_t(i, k) = zt(i) - t(i, k)
457             ! nucleation avec un facteur -1 au lieu de -0.5         END DO
458             zfrac_lessi = 1. - exp(-zprec_cond(i)/zneb(i))  
459             pfrac_1nucl(i,k) = pfrac_1nucl(i,k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)         !AA--------------- Calcul du lessivage stratiforme  -------------
460          END IF  
461           DO i = 1, klon
462              zprec_cond(i) = max(zcond(i)-zoliq(i), 0.0)* &
463       END DO                 (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
464       !AA Lessivage par impaction dans les couches en-dessous            IF (rneb(i, k)>0.0 .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN
465       ! boucle sur i                                                       !AA lessivage nucleation LMD5 dans la couche elle-meme
466       DO kk = k - 1, 1, -1               IF (t(i, k)>=ztglace) THEN
467          DO i = 1, klon                  zalpha_tr = a_tr_sca(3)
468             IF (rneb(i,k)>0.0 .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN               ELSE
469                IF (t(i,kk)>=ztglace) THEN                  zalpha_tr = a_tr_sca(4)
470                   zalpha_tr = a_tr_sca(1)               END IF
471                ELSE               zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))
472                   zalpha_tr = a_tr_sca(2)               pfrac_nucl(i, k) = pfrac_nucl(i, k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
473                END IF               frac_nucl(i, k) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi
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)               ! nucleation avec un facteur -1 au lieu de -0.5
476                frac_impa(i,kk) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi               zfrac_lessi = 1. - exp(-zprec_cond(i)/zneb(i))
477             END IF               pfrac_1nucl(i, k) = pfrac_1nucl(i, k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
478          END DO            END IF
479       END DO  
480    
481       !AA----------------------------------------------------------         END DO
482       !                     FIN DE BOUCLE SUR K         !AA Lessivage par impaction dans les couches en-dessous
483    end DO         ! boucle sur i                                        
484           DO kk = k - 1, 1, -1
485    !AA-----------------------------------------------------------            DO i = 1, klon
486                 IF (rneb(i, k)>0.0 .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN
487    ! Pluie ou neige au sol selon la temperature de la 1ere couche                  IF (t(i, kk)>=ztglace) THEN
488                       zalpha_tr = a_tr_sca(1)
489    DO i = 1, klon                  ELSE
490       IF ((t(i,1)+d_t(i,1))<rtt) THEN                     zalpha_tr = a_tr_sca(2)
491          snow(i) = zrfl(i)                  END IF
492          zlh_solid(i) = rlstt - rlvtt                  zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i))
493       ELSE                  pfrac_impa(i, kk) = pfrac_impa(i, kk)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi)
494          rain(i) = zrfl(i)                  frac_impa(i, kk) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi
495          zlh_solid(i) = 0.               END IF
496       END IF            END DO
497    END DO         END DO
498    
499    ! For energy conservation : when snow is present, the solification         !AA----------------------------------------------------------
500    ! latent heat is considered.         !                     FIN DE BOUCLE SUR K
501    DO k = 1, klev      end DO
502       DO i = 1, klon  
503          zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*(q(i,k)+d_q(i,k)))      !AA-----------------------------------------------------------
504          zmair = (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/rg  
505          zm_solid = (prfl(i,k)-prfl(i,k+1)+psfl(i,k)-psfl(i,k+1))*dtime      ! Pluie ou neige au sol selon la temperature de la 1ere couche
506          d_t(i,k) = d_t(i,k) + zlh_solid(i)*zm_solid/(zcpair*zmair)  
507       END DO      DO i = 1, klon
508    END DO         IF ((t(i, 1)+d_t(i, 1))<rtt) THEN
509              snow(i) = zrfl(i)
510              zlh_solid(i) = rlstt - rlvtt
511           ELSE
512              rain(i) = zrfl(i)
513              zlh_solid(i) = 0.
514           END IF
515        END DO
516    
517        ! For energy conservation: when snow is present, the solification
518        ! latent heat is considered.
519        DO k = 1, klev
520           DO i = 1, klon
521              zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*(q(i, k)+d_q(i, k)))
522              zmair = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg
523              zm_solid = (prfl(i, k)-prfl(i, k+1)+psfl(i, k)-psfl(i, k+1))*dtime
524              d_t(i, k) = d_t(i, k) + zlh_solid(i)*zm_solid/(zcpair*zmair)
525           END DO
526        END DO
527    
528  END SUBROUTINE fisrtilp    END SUBROUTINE fisrtilp
529    
530    end module fisrtilp_m

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