--- trunk/libf/phylmd/phytrac.f90 2011/01/06 17:52:19 38 +++ trunk/phylmd/phytrac.f 2015/01/13 14:56:15 120 @@ -7,147 +7,130 @@ contains - SUBROUTINE phytrac(rnpb, itap, lmt_pas, julien, gmtime, firstcal, lafin, & - nq_phys, pdtphys, u, t_seri, paprs, pplay, pmfu, pmfd, pen_u, & - pde_u, pen_d, pde_d, coefh, fm_therm, entr_therm, yu1, yv1, ftsol, & - pctsrf, frac_impa, frac_nucl, pphis, pphi, albsol, rh, cldfra, rneb, & - diafra, cldliq, pmflxr, pmflxs, prfl, psfl, da, & + SUBROUTINE phytrac(itap, lmt_pas, julien, gmtime, firstcal, lafin, pdtphys, & + t_seri, paprs, pplay, pmfu, pmfd, pde_u, pen_d, coefh, fm_therm, & + entr_therm, yu1, yv1, ftsol, pctsrf, frac_impa, frac_nucl, pphis, da, & phi, mp, upwd, dnwd, tr_seri, zmasse) - ! From phylmd/phytrac.F, version 1.15 2006/02/21 08:08:30 + ! From phylmd/phytrac.F, version 1.15 2006/02/21 08:08:30 (SVN revision 679) - ! Authors: Frédéric Hourdin, Abderrahmane Idelkadi, Marie-Alice + ! Authors: Fr\'ed\'eric Hourdin, Abderrahmane Idelkadi, Marie-Alice ! Foujols, Olivia - ! Objet : moniteur général des tendances des traceurs - ! L'appel de "phytrac" se fait avec "nqmx-2" donc nous avons bien - ! les vrais traceurs (en nombre "nbtr", sans la vapeur d'eau ni l'eau - ! liquide) dans "phytrac". + ! Objet : moniteur g\'en\'eral des tendances des traceurs - use dimens_m, only: llm - use indicesol, only: nbsrf - use dimphy, only: klon, nbtr + ! L'appel de "phytrac" se fait avec "nqmx - 2" donc nous avons + ! bien les vrais traceurs, sans la vapeur d'eau ni l'eau liquide. + + ! Modifications pour les traceurs : + ! - uniformisation des parametrisations dans phytrac + ! - stockage des moyennes des champs n\'ecessaires en mode traceur off-line + + use abort_gcm_m, only: abort_gcm use clesphys, only: ecrit_tra use clesphys2, only: iflag_con - use abort_gcm_m, only: abort_gcm - use SUPHEC_M, only: rg + use cltrac_m, only: cltrac + use cltracrn_m, only: cltracrn use ctherm, only: iflag_thermals - use regr_pr_comb_coefoz_m, only: regr_pr_comb_coefoz - use phyetat0_m, only: rlat - use o3_chem_m, only: o3_chem + use cvltr_m, only: cvltr + use dimens_m, only: llm, nqmx + use dimphy, only: klon + use indicesol, only: nbsrf use ini_histrac_m, only: ini_histrac - use radiornpb_m, only: radiornpb + use initrrnpb_m, only: initrrnpb use minmaxqfi_m, only: minmaxqfi + use nflxtr_m, only: nflxtr use nr_util, only: assert + use o3_chem_m, only: o3_chem + use phyetat0_m, only: rlat use press_coefoz_m, only: press_coefoz + use radiornpb_m, only: radiornpb + use regr_pr_comb_coefoz_m, only: regr_pr_comb_coefoz + use SUPHEC_M, only: rg - logical, intent(in):: rnpb - - integer, intent(in):: nq_phys - ! (nombre de traceurs auxquels on applique la physique) - - integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq" + integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq" integer, intent(in):: lmt_pas ! number of time steps of "physics" per day integer, intent(in):: julien !jour julien, 1 <= julien <= 360 - real, intent(in):: gmtime ! heure de la journée en fraction de jour - real, intent(in):: pdtphys ! pas d'integration pour la physique (s) + real, intent(in):: gmtime ! heure de la journ\'ee en fraction de jour + logical, intent(in):: firstcal ! first call to "calfis" + logical, intent(in):: lafin ! fin de la physique + real, intent(in):: pdtphys ! pas d'integration pour la physique (s) real, intent(in):: t_seri(klon, llm) ! temperature, in K - real, intent(inout):: tr_seri(:, :, :) ! (klon, llm, nbtr) - ! (mass fractions of tracers, excluding water, at mid-layers) - - real u(klon, llm) - real rh(klon, llm) ! humidite relative - real cldliq(klon, llm) ! eau liquide nuageuse - real cldfra(klon, llm) ! fraction nuageuse (tous les nuages) - - real diafra(klon, llm) - ! (fraction nuageuse (convection ou stratus artificiels)) - - real rneb(klon, llm) ! fraction nuageuse (grande echelle) - real albsol(klon) ! albedo surface - real, intent(in):: paprs(klon, llm+1) ! (pression pour chaque inter-couche, en Pa) real, intent(in):: pplay(klon, llm) ! (pression pour le mileu de chaque couche, en Pa) - real pphi(klon, llm) ! geopotentiel - real pphis(klon) - logical, intent(in):: firstcal ! first call to "calfis" - logical, intent(in):: lafin ! fin de la physique + ! convection: - REAL pmflxr(klon, llm+1), pmflxs(klon, llm+1) !--lessivage convection - REAL prfl(klon, llm+1), psfl(klon, llm+1) !--lessivage large-scale + REAL, intent(in):: pmfu(klon, llm) ! flux de masse dans le panache montant - ! convection: - REAL pmfu(klon, llm) ! flux de masse dans le panache montant - REAL pmfd(klon, llm) ! flux de masse dans le panache descendant - REAL pen_u(klon, llm) ! flux entraine dans le panache montant - - ! thermiques: - - real fm_therm(klon, llm+1), entr_therm(klon, llm) + REAL, intent(in):: pmfd(klon, llm) + ! flux de masse dans le panache descendant REAL pde_u(klon, llm) ! flux detraine dans le panache montant REAL pen_d(klon, llm) ! flux entraine dans le panache descendant - REAL pde_d(klon, llm) ! flux detraine dans le panache descendant - ! KE - real da(klon, llm), phi(klon, llm, llm), mp(klon, llm) - REAL upwd(klon, llm) ! saturated updraft mass flux - REAL dnwd(klon, llm) ! saturated downdraft mass flux - - ! Couche limite: - - REAL coefh(klon, llm) ! coeff melange CL - REAL yu1(klon) ! vents au premier niveau - REAL yv1(klon) ! vents au premier niveau + REAL coefh(klon, llm) ! coeff melange couche limite - ! Lessivage: + ! thermiques: + real fm_therm(klon, llm+1), entr_therm(klon, llm) - ! pour le ON-LINE + ! Couche limite: + REAL yu1(klon) ! vents au premier niveau + REAL yv1(klon) ! vents au premier niveau - REAL frac_impa(klon, llm) ! fraction d'aerosols impactes - REAL frac_nucl(klon, llm) ! fraction d'aerosols nuclees + ! Arguments n\'ecessaires pour les sources et puits de traceur : + real, intent(in):: ftsol(klon, nbsrf) ! Temperature du sol (surf)(Kelvin) + real pctsrf(klon, nbsrf) ! Pourcentage de sol f(nature du sol) - ! Arguments necessaires pour les sources et puits de traceur: + ! Lessivage pour le on-line + REAL frac_impa(klon, llm) ! fraction d'aerosols impactes + REAL frac_nucl(klon, llm) ! fraction d'aerosols nuclees + + real, intent(in):: pphis(klon) + + ! Kerry Emanuel + real, intent(in):: da(klon, llm), phi(klon, llm, llm), mp(klon, llm) + REAL, intent(in):: upwd(klon, llm) ! saturated updraft mass flux + REAL, intent(in):: dnwd(klon, llm) ! saturated downdraft mass flux - real ftsol(klon, nbsrf) ! Temperature du sol (surf)(Kelvin) - real pctsrf(klon, nbsrf) ! Pourcentage de sol f(nature du sol) + real, intent(inout):: tr_seri(:, :, :) ! (klon, llm, nqmx - 2) + ! (mass fractions of tracers, excluding water, at mid-layers) - real, intent(in):: zmasse(:, :) ! (klon, llm) + real, intent(in):: zmasse(:, :) ! (klon, llm) ! (column-density of mass of air in a cell, in kg m-2) ! Variables local to the procedure: integer nsplit - ! TRACEURS + ! TRACEURS ! Sources et puits des traceurs: ! Pour l'instant seuls les cas du rn et du pb ont ete envisages. - REAL source(klon) ! a voir lorsque le flux est prescrit + REAL source(klon) ! a voir lorsque le flux est prescrit ! ! Pour la source de radon et son reservoir de sol - REAL, save:: trs(klon, nbtr) ! Concentration de radon dans le sol + REAL, save:: trs(klon, nqmx - 2) ! Concentration de radon dans le sol - REAL masktr(klon, nbtr) ! Masque reservoir de sol traceur - ! Masque de l'echange avec la surface - ! (1 = reservoir) ou (possible => 1 ) + REAL masktr(klon, nqmx - 2) ! Masque reservoir de sol traceur + ! Masque de l'echange avec la surface + ! (1 = reservoir) ou (possible => 1) SAVE masktr - REAL fshtr(klon, nbtr) ! Flux surfacique dans le reservoir de sol + REAL fshtr(klon, nqmx - 2) ! Flux surfacique dans le reservoir de sol SAVE fshtr - REAL hsoltr(nbtr) ! Epaisseur equivalente du reservoir de sol + REAL hsoltr(nqmx - 2) ! Epaisseur equivalente du reservoir de sol SAVE hsoltr - REAL tautr(nbtr) ! Constante de decroissance radioactive + REAL tautr(nqmx - 2) ! Constante de decroissance radioactive SAVE tautr - REAL vdeptr(nbtr) ! Vitesse de depot sec dans la couche Brownienne + REAL vdeptr(nqmx - 2) ! Vitesse de depot sec dans la couche Brownienne SAVE vdeptr - REAL scavtr(nbtr) ! Coefficient de lessivage + REAL scavtr(nqmx - 2) ! Coefficient de lessivage SAVE scavtr CHARACTER itn @@ -155,11 +138,11 @@ ! nature du traceur - logical aerosol(nbtr) ! Nature du traceur - ! ! aerosol(it) = true => aerosol - ! ! aerosol(it) = false => gaz - logical clsol(nbtr) ! couche limite sol calculée - logical radio(nbtr) ! décroisssance radioactive + logical aerosol(nqmx - 2) ! Nature du traceur + ! ! aerosol(it) = true => aerosol + ! ! aerosol(it) = false => gaz + logical clsol(nqmx - 2) ! couche limite sol calcul\'ee + logical radio(nqmx - 2) ! d\'ecroisssance radioactive save aerosol, clsol, radio ! convection tiedtke @@ -171,17 +154,17 @@ ! Variables locales pour effectuer les appels en serie REAL d_tr(klon, llm), d_trs(klon) ! tendances de traceurs - REAL d_tr_cl(klon, llm, nbtr) ! tendance de traceurs couche limite - REAL d_tr_cv(klon, llm, nbtr) ! tendance de traceurs conv pour chq traceur - REAL d_tr_th(klon, llm, nbtr) ! la tendance des thermiques + REAL d_tr_cl(klon, llm, nqmx - 2) ! tendance de traceurs couche limite + REAL d_tr_cv(klon, llm, nqmx - 2) ! tendance de traceurs conv pour chq traceur + REAL d_tr_th(klon, llm, nqmx - 2) ! la tendance des thermiques REAL d_tr_dec(klon, llm, 2) ! la tendance de la decroissance - ! ! radioactive du rn - > pb - REAL d_tr_lessi_impa(klon, llm, nbtr) ! la tendance du lessivage - ! ! par impaction - REAL d_tr_lessi_nucl(klon, llm, nbtr) ! la tendance du lessivage - ! ! par nucleation - REAL flestottr(klon, llm, nbtr) ! flux de lessivage - ! ! dans chaque couche + ! ! radioactive du rn - > pb + REAL d_tr_lessi_impa(klon, llm, nqmx - 2) ! la tendance du lessivage + ! ! par impaction + REAL d_tr_lessi_nucl(klon, llm, nqmx - 2) ! la tendance du lessivage + ! ! par nucleation + REAL flestottr(klon, llm, nqmx - 2) ! flux de lessivage + ! ! dans chaque couche real ztra_th(klon, llm) integer isplit @@ -195,16 +178,15 @@ !-------------------------------------- call assert(shape(zmasse) == (/klon, llm/), "phytrac zmasse") - call assert(shape(tr_seri) == (/klon, llm, nbtr/), "phytrac tr_seri") + call assert(shape(tr_seri) == (/klon, llm, nqmx - 2/), "phytrac tr_seri") if (firstcal) then print *, 'phytrac: pdtphys = ', pdtphys - PRINT *, 'Fréquence de sortie des traceurs : ecrit_tra = ', ecrit_tra - if (nbtr < nq_phys) call abort_gcm('phytrac', 'nbtr < nq_phys', 1) - inirnpb=rnpb + PRINT *, 'Frequency of tracer output: ecrit_tra = ', ecrit_tra + inirnpb = .true. ! Initialisation des sorties : - call ini_histrac(nid_tra, pdtphys, nq_phys, lessivage) + call ini_histrac(nid_tra, pdtphys, nqmx - 2, lessivage) ! Initialisation de certaines variables pour le radon et le plomb ! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique) @@ -218,48 +200,44 @@ ! Initialisation de la fraction d'aerosols lessivee - d_tr_lessi_impa(:, :, :) = 0. - d_tr_lessi_nucl(:, :, :) = 0. + d_tr_lessi_impa = 0. + d_tr_lessi_nucl = 0. ! Initialisation de la nature des traceurs - DO it = 1, nq_phys - aerosol(it) = .FALSE. ! Tous les traceurs sont des gaz par defaut - radio(it) = .FALSE. ! par défaut pas de passage par "radiornpb" - clsol(it) = .FALSE. ! Par defaut couche limite avec flux prescrit + DO it = 1, nqmx - 2 + aerosol(it) = .FALSE. ! Tous les traceurs sont des gaz par defaut + radio(it) = .FALSE. ! par d\'efaut pas de passage par "radiornpb" + clsol(it) = .FALSE. ! Par defaut couche limite avec flux prescrit ENDDO - if (nq_phys >= 3) then + if (nqmx >= 5) then call press_coefoz ! read input pressure levels for ozone coefficients end if ENDIF - ! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique) if (inirnpb) THEN - + ! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique) radio(1)= .true. radio(2)= .true. clsol(1)= .true. clsol(2)= .true. aerosol(2) = .TRUE. ! le Pb est un aerosol - - call initrrnpb(ftsol, pctsrf, masktr, fshtr, hsoltr, tautr, vdeptr, & - scavtr) + call initrrnpb(pctsrf, masktr, fshtr, hsoltr, tautr, vdeptr, scavtr) inirnpb=.false. endif - ! Calcul de l'effet de la convection - if (convection) then - DO it=1, nq_phys - if (iflag_con.eq.2) then - ! tiedke - CALL nflxtr(pdtphys, pmfu, pmfd, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d, & - paprs, tr_seri(1, 1, it), d_tr_cv(1, 1, it)) - else if (iflag_con.eq.3) then - ! KE - call cvltr(pdtphys, da, phi, mp, paprs, & - tr_seri(1, 1, it), upwd, dnwd, d_tr_cv(1, 1, it)) + ! Calcul de l'effet de la convection + DO it=1, nqmx - 2 + if (iflag_con == 2) then + ! Tiedke + CALL nflxtr(pdtphys, pmfu, pmfd, pde_u, pen_d, paprs, & + tr_seri(:, :, it), d_tr_cv(:, :, it)) + else if (iflag_con == 3) then + ! Emanuel + call cvltr(pdtphys, da, phi, mp, paprs, tr_seri(:, :, it), upwd, & + dnwd, d_tr_cv(:, :, it)) endif DO k = 1, llm @@ -268,26 +246,26 @@ ENDDO ENDDO WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it - CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1.e33, & + CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1e33, & 'convection, tracer index = ' // itn) ENDDO endif ! Calcul de l'effet des thermiques - do it=1, nq_phys + do it=1, nqmx - 2 do k=1, llm do i=1, klon d_tr_th(i, k, it)=0. tr_seri(i, k, it)=max(tr_seri(i, k, it), 0.) - tr_seri(i, k, it)=min(tr_seri(i, k, it), 1.e10) + tr_seri(i, k, it)=min(tr_seri(i, k, it), 1e10) enddo enddo enddo if (iflag_thermals > 0) then nsplit=10 - DO it=1, nq_phys + DO it=1, nqmx - 2 do isplit=1, nsplit ! Thermiques call dqthermcell(klon, llm, pdtphys/nsplit & @@ -305,23 +283,22 @@ ENDDO endif - ! Calcul de l'effet de la couche limite + ! Calcul de l'effet de la couche limite if (couchelimite) then - DO k = 1, llm DO i = 1, klon delp(i, k) = paprs(i, k)-paprs(i, k+1) ENDDO ENDDO - ! MAF modif pour tenir compte du cas rnpb + traceur - DO it=1, nq_phys + ! MAF modif pour tenir compte du cas traceur + DO it=1, nqmx - 2 if (clsol(it)) then ! couche limite avec quantite dans le sol calculee CALL cltracrn(it, pdtphys, yu1, yv1, & coefh, t_seri, ftsol, pctsrf, & - tr_seri(1, 1, it), trs(1, it), & + tr_seri(:, :, it), trs(1, it), & paprs, pplay, delp, & masktr(1, it), fshtr(1, it), hsoltr(it), & tautr(it), vdeptr(it), & @@ -344,10 +321,8 @@ source(i) = 0.0 ! pas de source, pour l'instant ENDDO - CALL cltrac(pdtphys, coefh, t_seri, & - tr_seri(1, 1, it), source, & - paprs, pplay, delp, & - d_tr_cl(1, 1, it)) + CALL cltrac(pdtphys, coefh, t_seri, tr_seri(:, :, it), source, & + paprs, pplay, delp, d_tr_cl(1, 1, it)) DO k = 1, llm DO i = 1, klon tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) + d_tr_cl(i, k, it) @@ -355,25 +330,22 @@ ENDDO endif ENDDO + endif - endif ! couche limite - - ! Calcul de l'effet du puits radioactif + ! Calcul de l'effet du puits radioactif ! MAF il faudrait faire une modification pour passer dans radiornpb - ! si radio=true mais pour l'instant radiornpb propre au cas rnpb - if (rnpb) then - d_tr_dec(:, :, :) = radiornpb(tr_seri, pdtphys, tautr) - DO it=1, nq_phys - if (radio(it)) then - tr_seri(:, :, it) = tr_seri(:, :, it) + d_tr_dec(:, :, it) - WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it - CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1.e33, 'puits rn it='//itn) - endif - ENDDO - endif ! rnpb decroissance radioactive + ! si radio=true + d_tr_dec = radiornpb(tr_seri, pdtphys, tautr) + DO it = 1, nqmx - 2 + if (radio(it)) then + tr_seri(:, :, it) = tr_seri(:, :, it) + d_tr_dec(:, :, it) + WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it + CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1e33, 'puits rn it='//itn) + endif + ENDDO - if (nq_phys >= 3) then + if (nqmx >= 5) then ! Ozone as a tracer: if (mod(itap - 1, lmt_pas) == 0) then ! Once per day, update the coefficients for ozone chemistry: @@ -385,20 +357,20 @@ ! Calcul de l'effet de la precipitation IF (lessivage) THEN - d_tr_lessi_nucl(:, :, :) = 0. - d_tr_lessi_impa(:, :, :) = 0. - flestottr(:, :, :) = 0. + d_tr_lessi_nucl = 0. + d_tr_lessi_impa = 0. + flestottr = 0. ! tendance des aerosols nuclees et impactes - DO it = 1, nq_phys + DO it = 1, nqmx - 2 IF (aerosol(it)) THEN DO k = 1, llm DO i = 1, klon d_tr_lessi_nucl(i, k, it) = d_tr_lessi_nucl(i, k, it) + & - ( 1 - frac_nucl(i, k) )*tr_seri(i, k, it) + (1 - frac_nucl(i, k))*tr_seri(i, k, it) d_tr_lessi_impa(i, k, it) = d_tr_lessi_impa(i, k, it) + & - ( 1 - frac_impa(i, k) )*tr_seri(i, k, it) + (1 - frac_impa(i, k))*tr_seri(i, k, it) ENDDO ENDDO ENDIF @@ -407,12 +379,12 @@ ! Mises a jour des traceurs + calcul des flux de lessivage ! Mise a jour due a l'impaction et a la nucleation - DO it = 1, nq_phys + DO it = 1, nqmx - 2 IF (aerosol(it)) THEN DO k = 1, llm DO i = 1, klon - tr_seri(i, k, it)=tr_seri(i, k, it) & - *frac_impa(i, k)*frac_nucl(i, k) + tr_seri(i, k, it) = tr_seri(i, k, it) * frac_impa(i, k) & + * frac_nucl(i, k) ENDDO ENDDO ENDIF @@ -420,40 +392,38 @@ ! Flux lessivage total - DO it = 1, nq_phys + DO it = 1, nqmx - 2 DO k = 1, llm DO i = 1, klon - flestottr(i, k, it) = flestottr(i, k, it) - & - ( d_tr_lessi_nucl(i, k, it) + & - d_tr_lessi_impa(i, k, it) ) * & - ( paprs(i, k)-paprs(i, k+1) ) / & - (RG * pdtphys) + flestottr(i, k, it) = flestottr(i, k, it) & + - (d_tr_lessi_nucl(i, k, it) + d_tr_lessi_impa(i, k, it)) & + * (paprs(i, k)-paprs(i, k+1)) / (RG * pdtphys) ENDDO ENDDO ENDDO ENDIF - ! Ecriture des sorties - call write_histrac(lessivage, nq_phys, itap, nid_tra) + ! Ecriture des sorties + call write_histrac(lessivage, itap, nid_tra) if (lafin) then print *, "C'est la fin de la physique." - open (unit=99, file='restarttrac', form='formatted') + open(unit=99, file='restarttrac', form='formatted') do i=1, klon write(unit=99, fmt=*) trs(i, 1) enddo PRINT *, 'Ecriture du fichier restarttrac' - close(99) + close(unit=99) endif contains - subroutine write_histrac(lessivage, nq_phys, itap, nid_tra) + subroutine write_histrac(lessivage, itap, nid_tra) ! From phylmd/write_histrac.h, version 1.9 2006/02/21 08:08:30 use dimens_m, only: iim, jjm, llm - use histcom, only: histsync + use histsync_m, only: histsync use histwrite_m, only: histwrite use temps, only: itau_phy use iniadvtrac_m, only: tnom @@ -463,16 +433,12 @@ use gr_phy_write_3d_m, only: gr_phy_write_3d logical, intent(in):: lessivage - - integer, intent(in):: nq_phys - ! (nombre de traceurs auxquels on applique la physique) - - integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq" + integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq" integer, intent(in):: nid_tra ! Variables local to the procedure: integer it - integer itau_w ! pas de temps ecriture + integer itau_w ! pas de temps ecriture logical, parameter:: ok_sync = .true. !----------------------------------------------------- @@ -483,7 +449,7 @@ CALL histwrite(nid_tra, "aire", itau_w, gr_phy_write_2d(airephy)) CALL histwrite(nid_tra, "zmasse", itau_w, gr_phy_write_3d(zmasse)) - DO it=1, nq_phys + DO it=1, nqmx - 2 CALL histwrite(nid_tra, tnom(it+2), itau_w, & gr_phy_write_3d(tr_seri(:, :, it))) if (lessivage) THEN