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Revision 241 - (hide annotations)
Mon Nov 13 11:51:04 2017 UTC (6 years, 6 months ago) by guez
Original Path: trunk/Sources/phylmd/phytrac.f
File size: 13312 byte(s)
In procedure phytrac, separate dummy argument coefh(klon, klev) into
coefh(klon, 2:klev) and cdragh(klon).

1 guez 3 module phytrac_m
2    
3     IMPLICIT none
4    
5     private
6     public phytrac
7    
8     contains
9    
10 guez 202 SUBROUTINE phytrac(julien, gmtime, firstcal, lafin, pdtphys, t_seri, paprs, &
11 guez 241 pplay, pmfu, pmfd, pde_u, pen_d, coefh, cdragh, fm_therm, entr_therm, yu1, &
12 guez 202 yv1, ftsol, pctsrf, frac_impa, frac_nucl, da, phi, mp, upwd, dnwd, &
13     tr_seri, zmasse, ncid_startphy)
14 guez 3
15 guez 213 ! From phylmd/phytrac.F, version 1.15, 2006/02/21 08:08:30 (SVN
16     ! revision 679) and phylmd/write_histrac.h, version 1.9,
17     ! 2006/02/21 08:08:30
18 guez 3
19 guez 90 ! Authors: Fr\'ed\'eric Hourdin, Abderrahmane Idelkadi, Marie-Alice
20 guez 213 ! Foujols
21 guez 78
22 guez 90 ! Objet : moniteur g\'en\'eral des tendances des traceurs
23 guez 3
24 guez 78 ! L'appel de "phytrac" se fait avec "nqmx - 2" donc nous avons
25 guez 98 ! bien les vrais traceurs, sans la vapeur d'eau ni l'eau liquide.
26 guez 3
27 guez 47 ! Modifications pour les traceurs :
28 guez 213 ! - uniformisation des param\'etrisations dans phytrac
29 guez 90 ! - stockage des moyennes des champs n\'ecessaires en mode traceur off-line
30 guez 47
31 guez 78 use abort_gcm_m, only: abort_gcm
32 guez 182 use clesphys2, only: conv_emanuel
33 guez 120 use cltrac_m, only: cltrac
34 guez 78 use cltracrn_m, only: cltracrn
35 guez 202 USE conf_gcm_m, ONLY: lmt_pas
36 guez 3 use ctherm, only: iflag_thermals
37 guez 120 use cvltr_m, only: cvltr
38 guez 98 use dimens_m, only: llm, nqmx
39     use dimphy, only: klon
40 guez 201 use histwrite_phy_m, only: histwrite_phy
41 guez 78 use indicesol, only: nbsrf
42 guez 201 use iniadvtrac_m, only: tname
43 guez 98 use initrrnpb_m, only: initrrnpb
44 guez 17 use minmaxqfi_m, only: minmaxqfi
45 guez 171 use netcdf, only: NF90_FILL_float
46 guez 157 use netcdf95, only: nf95_inq_varid, nf95_get_var, nf95_put_var
47 guez 78 use nflxtr_m, only: nflxtr
48 guez 36 use nr_util, only: assert
49 guez 78 use o3_chem_m, only: o3_chem
50     use phyetat0_m, only: rlat
51 guez 157 use phyredem0_m, only: ncid_restartphy
52 guez 17 use press_coefoz_m, only: press_coefoz
53 guez 78 use radiornpb_m, only: radiornpb
54     use regr_pr_comb_coefoz_m, only: regr_pr_comb_coefoz
55     use SUPHEC_M, only: rg
56 guez 191 use time_phylmdz, only: itap
57 guez 3
58     integer, intent(in):: julien !jour julien, 1 <= julien <= 360
59 guez 90 real, intent(in):: gmtime ! heure de la journ\'ee en fraction de jour
60 guez 78 logical, intent(in):: firstcal ! first call to "calfis"
61     logical, intent(in):: lafin ! fin de la physique
62     real, intent(in):: pdtphys ! pas d'integration pour la physique (s)
63     real, intent(in):: t_seri(klon, llm) ! temperature, in K
64 guez 3
65     real, intent(in):: paprs(klon, llm+1)
66     ! (pression pour chaque inter-couche, en Pa)
67    
68 guez 10 real, intent(in):: pplay(klon, llm)
69     ! (pression pour le mileu de chaque couche, en Pa)
70    
71 guez 78 ! convection:
72 guez 3
73 guez 62 REAL, intent(in):: pmfu(klon, llm) ! flux de masse dans le panache montant
74 guez 72
75     REAL, intent(in):: pmfd(klon, llm)
76     ! flux de masse dans le panache descendant
77    
78 guez 78 REAL pde_u(klon, llm) ! flux detraine dans le panache montant
79     REAL pen_d(klon, llm) ! flux entraine dans le panache descendant
80 guez 241 REAL coefh(:, 2:) ! (klon, 2:llm) coeff melange couche limite
81     real cdragh(:) ! (klon)
82 guez 225 real fm_therm(klon, llm+1), entr_therm(klon, llm) ! thermiques
83 guez 227 REAL, intent(in):: yu1(:), yv1(:) ! (klon) vent au premier niveau
84 guez 3
85 guez 90 ! Arguments n\'ecessaires pour les sources et puits de traceur :
86 guez 222 real, intent(in):: ftsol(:, :) ! (klon, nbsrf) surface temperature (K)
87 guez 203 real, intent(in):: pctsrf(klon, nbsrf) ! Pourcentage de sol f(nature du sol)
88 guez 3
89 guez 78 ! Lessivage pour le on-line
90 guez 213 REAL, intent(in):: frac_impa(klon, llm) ! fraction d'aerosols impactes
91     REAL, intent(in):: frac_nucl(klon, llm) ! fraction d'aerosols nuclees
92 guez 3
93 guez 78 ! Kerry Emanuel
94 guez 99 real, intent(in):: da(klon, llm), phi(klon, llm, llm), mp(klon, llm)
95 guez 78 REAL, intent(in):: upwd(klon, llm) ! saturated updraft mass flux
96     REAL, intent(in):: dnwd(klon, llm) ! saturated downdraft mass flux
97 guez 3
98 guez 98 real, intent(inout):: tr_seri(:, :, :) ! (klon, llm, nqmx - 2)
99 guez 78 ! (mass fractions of tracers, excluding water, at mid-layers)
100 guez 3
101 guez 78 real, intent(in):: zmasse(:, :) ! (klon, llm)
102 guez 17 ! (column-density of mass of air in a cell, in kg m-2)
103 guez 3
104 guez 191 integer, intent(in):: ncid_startphy
105 guez 3
106 guez 157 ! Local:
107    
108 guez 17 integer nsplit
109    
110 guez 78 ! TRACEURS
111 guez 17
112 guez 3 ! Sources et puits des traceurs:
113    
114     ! Pour l'instant seuls les cas du rn et du pb ont ete envisages.
115    
116 guez 78 REAL source(klon) ! a voir lorsque le flux est prescrit
117 guez 3 !
118     ! Pour la source de radon et son reservoir de sol
119    
120 guez 156 REAL, save:: trs(klon, nqmx - 2) ! Concentration de traceur dans le sol
121 guez 3
122 guez 98 REAL masktr(klon, nqmx - 2) ! Masque reservoir de sol traceur
123 guez 78 ! Masque de l'echange avec la surface
124     ! (1 = reservoir) ou (possible => 1)
125 guez 3 SAVE masktr
126 guez 98 REAL fshtr(klon, nqmx - 2) ! Flux surfacique dans le reservoir de sol
127 guez 3 SAVE fshtr
128 guez 98 REAL hsoltr(nqmx - 2) ! Epaisseur equivalente du reservoir de sol
129 guez 3 SAVE hsoltr
130 guez 98 REAL tautr(nqmx - 2) ! Constante de decroissance radioactive
131 guez 3 SAVE tautr
132 guez 98 REAL vdeptr(nqmx - 2) ! Vitesse de depot sec dans la couche Brownienne
133 guez 3 SAVE vdeptr
134 guez 98 REAL scavtr(nqmx - 2) ! Coefficient de lessivage
135 guez 3 SAVE scavtr
136    
137     CHARACTER itn
138    
139 guez 225 logical, save:: aerosol(nqmx - 2) ! Nature du traceur
140 guez 78 ! ! aerosol(it) = true => aerosol
141     ! ! aerosol(it) = false => gaz
142 guez 3
143 guez 225 logical, save:: clsol(nqmx - 2) ! couche limite sol flux
144     ! calcul\'ee, sinon prescrit
145     logical, save:: radio(nqmx - 2) ! d\'ecroisssance radioactive
146    
147 guez 3 ! convection tiedtke
148     INTEGER i, k, it
149     REAL delp(klon, llm)
150    
151     ! Variables liees a l'ecriture de la bande histoire physique
152    
153     ! Variables locales pour effectuer les appels en serie
154    
155     REAL d_tr(klon, llm), d_trs(klon) ! tendances de traceurs
156 guez 98 REAL d_tr_cl(klon, llm, nqmx - 2) ! tendance de traceurs couche limite
157 guez 156
158     REAL d_tr_cv(klon, llm, nqmx - 2)
159     ! tendance de traceurs conv pour chq traceur
160    
161 guez 98 REAL d_tr_th(klon, llm, nqmx - 2) ! la tendance des thermiques
162 guez 3 REAL d_tr_dec(klon, llm, 2) ! la tendance de la decroissance
163 guez 78 ! ! radioactive du rn - > pb
164 guez 3
165 guez 213 REAL d_tr_lessi_impa(klon, llm, nqmx - 2)
166     ! tendance du lessivage par impaction
167    
168     REAL d_tr_lessi_nucl(klon, llm, nqmx - 2)
169     ! tendance du lessivage par nucleation
170    
171     REAL flestottr(klon, llm, nqmx - 2) ! flux de lessivage dans chaque couche
172    
173 guez 3 real ztra_th(klon, llm)
174 guez 157 integer isplit, varid
175 guez 3
176     ! Controls:
177     logical:: convection = .true.
178    
179     !--------------------------------------
180    
181 guez 18 call assert(shape(zmasse) == (/klon, llm/), "phytrac zmasse")
182 guez 98 call assert(shape(tr_seri) == (/klon, llm, nqmx - 2/), "phytrac tr_seri")
183 guez 3
184 guez 7 if (firstcal) then
185 guez 3 ! Initialisation de certaines variables pour le radon et le plomb
186     ! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)
187 guez 157 trs(:, 2:) = 0.
188 guez 3
189 guez 157 call nf95_inq_varid(ncid_startphy, "trs", varid)
190     call nf95_get_var(ncid_startphy, varid, trs(:, 1))
191 guez 171 if (any(trs(:, 1) == NF90_FILL_float)) call abort_gcm("phytrac", &
192     "some missing values in trs(:, 1)")
193 guez 3
194     ! Initialisation de la fraction d'aerosols lessivee
195    
196 guez 98 d_tr_lessi_impa = 0.
197     d_tr_lessi_nucl = 0.
198 guez 3
199     ! Initialisation de la nature des traceurs
200    
201 guez 225 aerosol = .FALSE. ! Tous les traceurs sont des gaz par defaut
202     radio = .FALSE. ! par d\'efaut pas de passage par "radiornpb"
203 guez 17
204 guez 98 if (nqmx >= 5) then
205 guez 17 call press_coefoz ! read input pressure levels for ozone coefficients
206     end if
207 guez 3
208 guez 62 ! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)
209 guez 3 radio(1)= .true.
210     radio(2)= .true.
211 guez 225 clsol(:2)= .true.
212     clsol(3:)= .false.
213 guez 3 aerosol(2) = .TRUE. ! le Pb est un aerosol
214 guez 98 call initrrnpb(pctsrf, masktr, fshtr, hsoltr, tautr, vdeptr, scavtr)
215 guez 3 endif
216    
217     if (convection) then
218 guez 62 ! Calcul de l'effet de la convection
219 guez 98 DO it=1, nqmx - 2
220 guez 182 if (conv_emanuel) then
221     call cvltr(pdtphys, da, phi, mp, paprs, tr_seri(:, :, it), upwd, &
222     dnwd, d_tr_cv(:, :, it))
223     else
224 guez 78 CALL nflxtr(pdtphys, pmfu, pmfd, pde_u, pen_d, paprs, &
225     tr_seri(:, :, it), d_tr_cv(:, :, it))
226 guez 3 endif
227    
228     DO k = 1, llm
229     DO i = 1, klon
230     tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cv(i, k, it)
231     ENDDO
232     ENDDO
233     WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it
234 guez 78 CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1e33, &
235 guez 3 'convection, tracer index = ' // itn)
236     ENDDO
237     endif
238    
239     ! Calcul de l'effet des thermiques
240    
241 guez 98 do it=1, nqmx - 2
242 guez 3 do k=1, llm
243     do i=1, klon
244     d_tr_th(i, k, it)=0.
245     tr_seri(i, k, it)=max(tr_seri(i, k, it), 0.)
246 guez 78 tr_seri(i, k, it)=min(tr_seri(i, k, it), 1e10)
247 guez 3 enddo
248     enddo
249     enddo
250    
251     if (iflag_thermals > 0) then
252     nsplit=10
253 guez 98 DO it=1, nqmx - 2
254 guez 3 do isplit=1, nsplit
255     ! Thermiques
256     call dqthermcell(klon, llm, pdtphys/nsplit &
257     , fm_therm, entr_therm, zmasse &
258     , tr_seri(1:klon, 1:llm, it), d_tr, ztra_th)
259    
260     do k=1, llm
261     do i=1, klon
262     d_tr(i, k)=pdtphys*d_tr(i, k)/nsplit
263     d_tr_th(i, k, it)=d_tr_th(i, k, it)+d_tr(i, k)
264     tr_seri(i, k, it)=max(tr_seri(i, k, it)+d_tr(i, k), 0.)
265     enddo
266     enddo
267     enddo
268     ENDDO
269     endif
270    
271 guez 78 ! Calcul de l'effet de la couche limite
272 guez 3
273 guez 225 DO k = 1, llm
274     DO i = 1, klon
275     delp(i, k) = paprs(i, k)-paprs(i, k+1)
276 guez 3 ENDDO
277 guez 225 ENDDO
278 guez 3
279 guez 225 ! MAF modif pour tenir compte du cas traceur
280     DO it=1, nqmx - 2
281     if (clsol(it)) then
282     ! couche limite avec quantite dans le sol calculee
283 guez 241 CALL cltracrn(it, pdtphys, yu1, yv1, coefh, cdragh, t_seri, ftsol, &
284     pctsrf, tr_seri(:, :, it), trs(:, it), paprs, pplay, delp, &
285     masktr(1, it), fshtr(1, it), hsoltr(it), tautr(it), &
286     vdeptr(it), rlat, d_tr_cl(1, 1, it), d_trs)
287 guez 225 DO k = 1, llm
288     DO i = 1, klon
289     tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cl(i, k, it)
290 guez 3 ENDDO
291 guez 225 ENDDO
292 guez 3
293 guez 225 trs(:, it) = trs(:, it) + d_trs
294     else
295     ! couche limite avec flux prescrit
296     !MAF provisoire source / traceur a creer
297     DO i=1, klon
298     source(i) = 0. ! pas de source, pour l'instant
299     ENDDO
300 guez 3
301 guez 241 CALL cltrac(pdtphys, coefh, t_seri, tr_seri(:, :, it), source, &
302 guez 225 paprs, pplay, delp, d_tr_cl(1, 1, it))
303     DO k = 1, llm
304     DO i = 1, klon
305     tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cl(i, k, it)
306 guez 3 ENDDO
307 guez 225 ENDDO
308     endif
309     ENDDO
310 guez 3
311 guez 78 ! Calcul de l'effet du puits radioactif
312 guez 3
313     ! MAF il faudrait faire une modification pour passer dans radiornpb
314 guez 98 ! si radio=true
315     d_tr_dec = radiornpb(tr_seri, pdtphys, tautr)
316     DO it = 1, nqmx - 2
317     if (radio(it)) then
318     tr_seri(:, :, it) = tr_seri(:, :, it) + d_tr_dec(:, :, it)
319     WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it
320     CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1e33, 'puits rn it='//itn)
321     endif
322     ENDDO
323 guez 3
324 guez 98 if (nqmx >= 5) then
325 guez 6 ! Ozone as a tracer:
326 guez 7 if (mod(itap - 1, lmt_pas) == 0) then
327     ! Once per day, update the coefficients for ozone chemistry:
328 guez 162 call regr_pr_comb_coefoz(julien, paprs, pplay)
329 guez 7 end if
330 guez 6 call o3_chem(julien, gmtime, t_seri, zmasse, pdtphys, tr_seri(:, :, 3))
331     end if
332 guez 3
333     ! Calcul de l'effet de la precipitation
334    
335 guez 213 d_tr_lessi_nucl = 0.
336     d_tr_lessi_impa = 0.
337     flestottr = 0.
338 guez 3
339 guez 213 ! tendance des aerosols nuclees et impactes
340 guez 3
341 guez 213 DO it = 1, nqmx - 2
342     IF (aerosol(it)) THEN
343     DO k = 1, llm
344     DO i = 1, klon
345     d_tr_lessi_nucl(i, k, it) = d_tr_lessi_nucl(i, k, it) + &
346     (1 - frac_nucl(i, k))*tr_seri(i, k, it)
347     d_tr_lessi_impa(i, k, it) = d_tr_lessi_impa(i, k, it) + &
348     (1 - frac_impa(i, k))*tr_seri(i, k, it)
349 guez 3 ENDDO
350 guez 213 ENDDO
351     ENDIF
352     ENDDO
353 guez 3
354 guez 213 ! Mises a jour des traceurs + calcul des flux de lessivage
355     ! Mise a jour due a l'impaction et a la nucleation
356 guez 3
357 guez 213 DO it = 1, nqmx - 2
358     IF (aerosol(it)) THEN
359 guez 3 DO k = 1, llm
360     DO i = 1, klon
361 guez 213 tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) * frac_impa(i, k) &
362     * frac_nucl(i, k)
363 guez 3 ENDDO
364     ENDDO
365 guez 213 ENDIF
366     ENDDO
367    
368     ! Flux lessivage total
369     DO it = 1, nqmx - 2
370     DO k = 1, llm
371     DO i = 1, klon
372     flestottr(i, k, it) = flestottr(i, k, it) &
373     - (d_tr_lessi_nucl(i, k, it) + d_tr_lessi_impa(i, k, it)) &
374     * (paprs(i, k)-paprs(i, k+1)) / (RG * pdtphys)
375     ENDDO
376 guez 3 ENDDO
377 guez 213 ENDDO
378 guez 3
379 guez 78 ! Ecriture des sorties
380 guez 201 CALL histwrite_phy("zmasse", zmasse)
381     DO it=1, nqmx - 2
382     CALL histwrite_phy(tname(it+2), tr_seri(:, :, it))
383 guez 213 CALL histwrite_phy("fl"//tname(it+2), flestottr(:, :, it))
384 guez 201 CALL histwrite_phy("d_tr_th_"//tname(it+2), d_tr_th(:, :, it))
385     CALL histwrite_phy("d_tr_cv_"//tname(it+2), d_tr_cv(:, :, it))
386     CALL histwrite_phy("d_tr_cl_"//tname(it+2), d_tr_cl(:, :, it))
387     ENDDO
388 guez 3
389     if (lafin) then
390 guez 157 call nf95_inq_varid(ncid_restartphy, "trs", varid)
391     call nf95_put_var(ncid_restartphy, varid, trs(:, 1))
392 guez 3 endif
393    
394     END SUBROUTINE phytrac
395    
396     end module phytrac_m

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