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trunk/Sources/phylmd/clmain.f revision 244 by guez, Tue Nov 14 14:56:42 2017 UTC trunk/phylmd/pbl_surface.f revision 279 by guez, Fri Jul 20 14:30:23 2018 UTC
# Line 1  Line 1 
1  module clmain_m  module pbl_surface_m
2    
3    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE clmain(dtime, pctsrf, t, q, u, v, julien, mu0, ftsol, cdmmax, &    SUBROUTINE pbl_surface(dtime, pctsrf, t, q, u, v, julien, mu0, ftsol, &
8         cdhmax, ksta, ksta_ter, ok_kzmin, ftsoil, qsol, paprs, pplay, fsnow, &         cdmmax, cdhmax, ftsoil, qsol, paprs, pplay, fsnow, qsurf, evap, falbe, &
9         qsurf, evap, falbe, fluxlat, rain_fall, snow_f, fsolsw, fsollw, frugs, &         fluxlat, rain_fall, snow_f, fsolsw, fsollw, frugs, agesno, rugoro, d_t, &
10         agesno, rugoro, d_t, d_q, d_u, d_v, d_ts, flux_t, flux_q, flux_u, &         d_q, d_u, d_v, d_ts, flux_t, flux_q, flux_u, flux_v, cdragh, cdragm, &
11         flux_v, cdragh, cdragm, q2, dflux_t, dflux_q, coefh, t2m, q2m, &         q2, dflux_t, dflux_q, coefh, t2m, q2m, u10m_srf, v10m_srf, pblh, capcl, &
12         u10m_srf, v10m_srf, pblh, capcl, oliqcl, cteicl, pblt, therm, trmb1, &         oliqcl, cteicl, pblt, therm, plcl, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)
        trmb2, trmb3, plcl, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)  
13    
14      ! From phylmd/clmain.F, version 1.6, 2005/11/16 14:47:19      ! From phylmd/clmain.F, version 1.6, 2005/11/16 14:47:19
15      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS), date: 1993/08/18      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS), date: 1993 Aug. 18th
16      ! Objet : interface de couche limite (diffusion verticale)      ! Objet : interface de couche limite (diffusion verticale)
17    
18      ! Tout ce qui a trait aux traceurs est dans "phytrac". Le calcul      ! Tout ce qui a trait aux traceurs est dans "phytrac". Le calcul
# Line 21  contains Line 20  contains
20      ! ne tient pas compte de la diff\'erentiation des sous-fractions      ! ne tient pas compte de la diff\'erentiation des sous-fractions
21      ! de sol.      ! de sol.
22    
23        use cdrag_m, only: cdrag
24      use clqh_m, only: clqh      use clqh_m, only: clqh
25      use clvent_m, only: clvent      use clvent_m, only: clvent
26      use coefkz_m, only: coefkz      use coef_diff_turb_m, only: coef_diff_turb
     use coefkzmin_m, only: coefkzmin  
     use coefkz2_m, only: coefkz2  
27      USE conf_gcm_m, ONLY: lmt_pas      USE conf_gcm_m, ONLY: lmt_pas
28      USE conf_phys_m, ONLY: iflag_pbl      USE conf_phys_m, ONLY: iflag_pbl
29      USE dimphy, ONLY: klev, klon, zmasq      USE dimphy, ONLY: klev, klon
30      USE dimsoil, ONLY: nsoilmx      USE dimsoil, ONLY: nsoilmx
31      use hbtm_m, only: hbtm      use hbtm_m, only: hbtm
32      USE indicesol, ONLY: epsfra, is_lic, is_oce, is_sic, is_ter, nbsrf      USE indicesol, ONLY: epsfra, is_lic, is_oce, is_sic, is_ter, nbsrf
33      USE interfoce_lim_m, ONLY: interfoce_lim      USE interfoce_lim_m, ONLY: interfoce_lim
34        use phyetat0_m, only: zmasq
35      use stdlevvar_m, only: stdlevvar      use stdlevvar_m, only: stdlevvar
36      USE suphec_m, ONLY: rd, rg, rkappa      USE suphec_m, ONLY: rd, rg
37      use time_phylmdz, only: itap      use time_phylmdz, only: itap
     use ustarhb_m, only: ustarhb  
     use yamada4_m, only: yamada4  
38    
39      REAL, INTENT(IN):: dtime ! interval du temps (secondes)      REAL, INTENT(IN):: dtime ! interval du temps (secondes)
40    
# Line 51  contains Line 48  contains
48      REAL, intent(in):: mu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal          REAL, intent(in):: mu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal    
49      REAL, INTENT(IN):: ftsol(:, :) ! (klon, nbsrf) temp\'erature du sol (en K)      REAL, INTENT(IN):: ftsol(:, :) ! (klon, nbsrf) temp\'erature du sol (en K)
50      REAL, INTENT(IN):: cdmmax, cdhmax ! seuils cdrm, cdrh      REAL, INTENT(IN):: cdmmax, cdhmax ! seuils cdrm, cdrh
     REAL, INTENT(IN):: ksta, ksta_ter  
     LOGICAL, INTENT(IN):: ok_kzmin  
51    
52      REAL, INTENT(inout):: ftsoil(klon, nsoilmx, nbsrf)      REAL, INTENT(inout):: ftsoil(klon, nsoilmx, nbsrf)
53      ! soil temperature of surface fraction      ! soil temperature of surface fraction
# Line 79  contains Line 74  contains
74      real agesno(klon, nbsrf)      real agesno(klon, nbsrf)
75      REAL, INTENT(IN):: rugoro(klon)      REAL, INTENT(IN):: rugoro(klon)
76    
77      REAL d_t(klon, klev), d_q(klon, klev)      REAL, intent(out):: d_t(klon, klev), d_q(klon, klev)
78      ! d_t------output-R- le changement pour "t"      ! changement pour t et q
     ! d_q------output-R- le changement pour "q"  
79    
80      REAL, intent(out):: d_u(klon, klev), d_v(klon, klev)      REAL, intent(out):: d_u(klon, klev), d_v(klon, klev)
81      ! changement pour "u" et "v"      ! changement pour "u" et "v"
# Line 125  contains Line 119  contains
119      REAL cteicl(klon, nbsrf)      REAL cteicl(klon, nbsrf)
120      REAL, INTENT(inout):: pblt(klon, nbsrf) ! T au nveau HCL      REAL, INTENT(inout):: pblt(klon, nbsrf) ! T au nveau HCL
121      REAL therm(klon, nbsrf)      REAL therm(klon, nbsrf)
     REAL trmb1(klon, nbsrf)  
     ! trmb1-------deep_cape  
     REAL trmb2(klon, nbsrf)  
     ! trmb2--------inhibition  
     REAL trmb3(klon, nbsrf)  
     ! trmb3-------Point Omega  
122      REAL plcl(klon, nbsrf)      REAL plcl(klon, nbsrf)
123      REAL fqcalving(klon, nbsrf), ffonte(klon, nbsrf)  
124        REAL, intent(out):: fqcalving(klon, nbsrf)
125        ! flux d'eau "perdue" par la surface et necessaire pour limiter la
126        ! hauteur de neige, en kg / m2 / s
127    
128        real ffonte(klon, nbsrf)
129      ! ffonte----Flux thermique utilise pour fondre la neige      ! ffonte----Flux thermique utilise pour fondre la neige
     ! fqcalving-Flux d'eau "perdue" par la surface et necessaire pour limiter la  
     !           hauteur de neige, en kg / m2 / s  
130      REAL run_off_lic_0(klon)      REAL run_off_lic_0(klon)
131    
132      ! Local:      ! Local:
# Line 150  contains Line 141  contains
141      real y_run_off_lic_0(klon)      real y_run_off_lic_0(klon)
142      REAL rugmer(klon)      REAL rugmer(klon)
143      REAL ytsoil(klon, nsoilmx)      REAL ytsoil(klon, nsoilmx)
144      REAL yts(klon), yrugos(klon), ypct(klon), yz0_new(klon)      REAL yts(klon), ypct(klon), yz0_new(klon)
145        real yrugos(klon) ! longeur de rugosite (en m)
146      REAL yalb(klon)      REAL yalb(klon)
147      REAL snow(klon), yqsurf(klon), yagesno(klon)      REAL snow(klon), yqsurf(klon), yagesno(klon)
148      real yqsol(klon) ! column-density of water in soil, in kg m-2      real yqsol(klon) ! column-density of water in soil, in kg m-2
# Line 169  contains Line 161  contains
161      REAL yu(klon, klev), yv(klon, klev)      REAL yu(klon, klev), yv(klon, klev)
162      REAL yt(klon, klev), yq(klon, klev)      REAL yt(klon, klev), yq(klon, klev)
163      REAL ypaprs(klon, klev + 1), ypplay(klon, klev), ydelp(klon, klev)      REAL ypaprs(klon, klev + 1), ypplay(klon, klev), ydelp(klon, klev)
     REAL ycoefm0(klon, 2:klev), ycoefh0(klon, 2:klev)  
     REAL yzlay(klon, klev), zlev(klon, klev + 1), yteta(klon, klev)  
     REAL ykmm(klon, klev + 1), ykmn(klon, klev + 1)  
164      REAL yq2(klon, klev + 1)      REAL yq2(klon, klev + 1)
165      REAL delp(klon, klev)      REAL delp(klon, klev)
166      INTEGER i, k, nsrf      INTEGER i, k, nsrf
# Line 192  contains Line 181  contains
181      REAL ycteicl(klon)      REAL ycteicl(klon)
182      REAL ypblt(klon)      REAL ypblt(klon)
183      REAL ytherm(klon)      REAL ytherm(klon)
     REAL ytrmb1(klon)  
     REAL ytrmb2(klon)  
     REAL ytrmb3(klon)  
184      REAL u1(klon), v1(klon)      REAL u1(klon), v1(klon)
185      REAL tair1(klon), qair1(klon), tairsol(klon)      REAL tair1(klon), qair1(klon), tairsol(klon)
186      REAL psfce(klon), patm(klon)      REAL psfce(klon), patm(klon)
187    
188      REAL qairsol(klon), zgeo1(klon)      REAL qairsol(klon), zgeo1(klon)
189      REAL rugo1(klon)      REAL rugo1(klon)
190        REAL zgeop(klon, klev)
191    
192      !------------------------------------------------------------      !------------------------------------------------------------
193    
# Line 244  contains Line 231  contains
231      d_u = 0.      d_u = 0.
232      d_v = 0.      d_v = 0.
233      coefh = 0.      coefh = 0.
234        fqcalving = 0.
235    
236      ! Initialisation des "pourcentages potentiels". On consid\`ere ici qu'on      ! Initialisation des "pourcentages potentiels". On consid\`ere ici qu'on
237      ! peut avoir potentiellement de la glace sur tout le domaine oc\'eanique      ! peut avoir potentiellement de la glace sur tout le domaine oc\'eanique
# Line 310  contains Line 298  contains
298               END DO               END DO
299            END DO            END DO
300    
301            CALL coefkz(nsrf, ypaprs, ypplay, ksta, ksta_ter, yts(:knon), &            ! Calculer les géopotentiels de chaque couche:
302                 yrugos, yu, yv, yt, yq, yqsurf(:knon), ycoefm(:knon, :), &  
303                 ycoefh(:knon, :), ycdragm(:knon), ycdragh(:knon))            zgeop(:knon, 1) = RD * yt(:knon, 1) / (0.5 * (ypaprs(:knon, 1) &
304                   + ypplay(:knon, 1))) * (ypaprs(:knon, 1) - ypplay(:knon, 1))
305    
306              DO k = 2, klev
307                 zgeop(:knon, k) = zgeop(:knon, k - 1) + RD * 0.5 &
308                      * (yt(:knon, k - 1) + yt(:knon, k)) / ypaprs(:knon, k) &
309                      * (ypplay(:knon, k - 1) - ypplay(:knon, k))
310              ENDDO
311    
312              CALL cdrag(nsrf, sqrt(yu(:knon, 1)**2 + yv(:knon, 1)**2), &
313                   yt(:knon, 1), yq(:knon, 1), zgeop(:knon, 1), ypaprs(:knon, 1), &
314                   yts(:knon), yqsurf(:knon), yrugos(:knon), ycdragm(:knon), &
315                   ycdragh(:knon))
316    
317            IF (iflag_pbl == 1) THEN            IF (iflag_pbl == 1) THEN
              CALL coefkz2(nsrf, knon, ypaprs, ypplay, yt, ycoefm0(:knon, :), &  
                   ycoefh0(:knon, :))  
              ycoefm(:knon, :) = max(ycoefm(:knon, :), ycoefm0(:knon, :))  
              ycoefh(:knon, :) = max(ycoefh(:knon, :), ycoefh0(:knon, :))  
318               ycdragm(:knon) = max(ycdragm(:knon), 0.)               ycdragm(:knon) = max(ycdragm(:knon), 0.)
319               ycdragh(:knon) = max(ycdragh(:knon), 0.)               ycdragh(:knon) = max(ycdragh(:knon), 0.)
320            END IF            end IF
321    
322            ! on met un seuil pour ycdragm et ycdragh            ! on met un seuil pour ycdragm et ycdragh
323            IF (nsrf == is_oce) THEN            IF (nsrf == is_oce) THEN
# Line 329  contains Line 325  contains
325               ycdragh(:knon) = min(ycdragh(:knon), cdhmax)               ycdragh(:knon) = min(ycdragh(:knon), cdhmax)
326            END IF            END IF
327    
328            IF (ok_kzmin) THEN            IF (iflag_pbl >= 6) then
              ! Calcul d'une diffusion minimale pour les conditions tres stables  
              CALL coefkzmin(knon, ypaprs, ypplay, yu, yv, yt, yq, &  
                   ycdragm(:knon), ycoefh0(:knon, :))  
              ycoefm0(:knon, :) = ycoefh0(:knon, :)  
              ycoefm(:knon, :) = max(ycoefm(:knon, :), ycoefm0(:knon, :))  
              ycoefh(:knon, :) = max(ycoefh(:knon, :), ycoefh0(:knon, :))  
           END IF  
   
           IF (iflag_pbl >= 6) THEN  
              ! Mellor et Yamada adapt\'e \`a Mars, Richard Fournier et  
              ! Fr\'ed\'eric Hourdin  
              yzlay(:knon, 1) = rd * yt(:knon, 1) / (0.5 * (ypaprs(:knon, 1) &  
                   + ypplay(:knon, 1))) &  
                   * (ypaprs(:knon, 1) - ypplay(:knon, 1)) / rg  
   
              DO k = 2, klev  
                 yzlay(:knon, k) = yzlay(:knon, k-1) &  
                      + rd * 0.5 * (yt(1:knon, k-1) + yt(1:knon, k)) &  
                      / ypaprs(1:knon, k) &  
                      * (ypplay(1:knon, k-1) - ypplay(1:knon, k)) / rg  
              END DO  
   
              DO k = 1, klev  
                 yteta(1:knon, k) = yt(1:knon, k) * (ypaprs(1:knon, 1) &  
                      / ypplay(1:knon, k))**rkappa * (1. + 0.61 * yq(1:knon, k))  
              END DO  
   
              zlev(:knon, 1) = 0.  
              zlev(:knon, klev + 1) = 2. * yzlay(:knon, klev) &  
                   - yzlay(:knon, klev - 1)  
   
              DO k = 2, klev  
                 zlev(:knon, k) = 0.5 * (yzlay(:knon, k) + yzlay(:knon, k-1))  
              END DO  
   
329               DO k = 1, klev + 1               DO k = 1, klev + 1
330                  DO j = 1, knon                  DO j = 1, knon
331                     i = ni(j)                     i = ni(j)
332                     yq2(j, k) = q2(i, k, nsrf)                     yq2(j, k) = q2(i, k, nsrf)
333                  END DO                  END DO
334               END DO               END DO
335              end IF
336    
337               ustar(:knon) = ustarhb(yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), ycdragm(:knon))            call coef_diff_turb(dtime, nsrf, ni(:knon), ypaprs(:knon, :), &
338               CALL yamada4(dtime, rg, zlev(:knon, :), yzlay(:knon, :), &                 ypplay(:knon, :), yu(:knon, :), yv(:knon, :), yq(:knon, :), &
339                    yu(:knon, :), yv(:knon, :), yteta(:knon, :), yq2(:knon, :), &                 yt(:knon, :), yts(:knon), ycdragm(:knon), zgeop(:knon, :), &
340                    ykmm(:knon, :), ykmn(:knon, :), ustar(:knon))                 ycoefm(:knon, :), ycoefh(:knon, :), yq2(:knon, :))
              ycoefm(:knon, :) = ykmm(:knon, 2:klev)  
              ycoefh(:knon, :) = ykmn(:knon, 2:klev)  
           END IF  
341    
342            CALL clvent(dtime, yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), ycoefm(:knon, :), &            CALL clvent(dtime, yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), ycoefm(:knon, :), &
343                 ycdragm(:knon), yt(:knon, :), yu(:knon, :), ypaprs(:knon, :), &                 ycdragm(:knon), yt(:knon, :), yu(:knon, :), ypaprs(:knon, :), &
# Line 397  contains Line 356  contains
356                 yalb(:knon), snow(:knon), yqsurf, yrain_f, ysnow_f, &                 yalb(:knon), snow(:knon), yqsurf, yrain_f, ysnow_f, &
357                 yfluxlat(:knon), pctsrf_new_sic, yagesno(:knon), y_d_t, y_d_q, &                 yfluxlat(:knon), pctsrf_new_sic, yagesno(:knon), y_d_t, y_d_q, &
358                 y_d_ts(:knon), yz0_new, y_flux_t(:knon), y_flux_q(:knon), &                 y_d_ts(:knon), yz0_new, y_flux_t(:knon), y_flux_q(:knon), &
359                 y_dflux_t(:knon), y_dflux_q(:knon), y_fqcalving, y_ffonte, &                 y_dflux_t(:knon), y_dflux_q(:knon), y_fqcalving(:knon), &
360                 y_run_off_lic_0)                 y_ffonte, y_run_off_lic_0)
361    
362            ! calculer la longueur de rugosite sur ocean            ! calculer la longueur de rugosite sur ocean
363            yrugm = 0.            yrugm = 0.
# Line 502  contains Line 461  contains
461               qairsol(j) = yqsurf(j)               qairsol(j) = yqsurf(j)
462            END DO            END DO
463    
464            CALL stdlevvar(klon, knon, nsrf, u1(:knon), v1(:knon), tair1(:knon), &            CALL stdlevvar(nsrf, u1(:knon), v1(:knon), tair1(:knon), qair1, &
465                 qair1, zgeo1, tairsol, qairsol, rugo1, psfce, patm, yt2m, &                 zgeo1, tairsol, qairsol, rugo1, psfce, patm, yt2m, yq2m, yt10m, &
466                 yq2m, yt10m, yq10m, wind10m(:knon), ustar)                 yq10m, wind10m(:knon), ustar(:knon))
467    
468            DO j = 1, knon            DO j = 1, knon
469               i = ni(j)               i = ni(j)
# Line 519  contains Line 478  contains
478    
479            CALL hbtm(ypaprs, ypplay, yt2m, yq2m, ustar(:knon), y_flux_t(:knon), &            CALL hbtm(ypaprs, ypplay, yt2m, yq2m, ustar(:knon), y_flux_t(:knon), &
480                 y_flux_q(:knon), yu, yv, yt, yq, ypblh(:knon), ycapcl, &                 y_flux_q(:knon), yu, yv, yt, yq, ypblh(:knon), ycapcl, &
481                 yoliqcl, ycteicl, ypblt, ytherm, ytrmb1, ytrmb2, ytrmb3, ylcl)                 yoliqcl, ycteicl, ypblt, ytherm, ylcl)
482    
483            DO j = 1, knon            DO j = 1, knon
484               i = ni(j)               i = ni(j)
# Line 530  contains Line 489  contains
489               cteicl(i, nsrf) = ycteicl(j)               cteicl(i, nsrf) = ycteicl(j)
490               pblt(i, nsrf) = ypblt(j)               pblt(i, nsrf) = ypblt(j)
491               therm(i, nsrf) = ytherm(j)               therm(i, nsrf) = ytherm(j)
              trmb1(i, nsrf) = ytrmb1(j)  
              trmb2(i, nsrf) = ytrmb2(j)  
              trmb3(i, nsrf) = ytrmb3(j)  
492            END DO            END DO
493    
494            DO j = 1, knon            DO j = 1, knon
# Line 553  contains Line 509  contains
509    
510      firstcal = .false.      firstcal = .false.
511    
512    END SUBROUTINE clmain    END SUBROUTINE pbl_surface
513    
514  end module clmain_m  end module pbl_surface_m
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