/[lmdze]/trunk/phylmd/phytrac.f
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revision 82 by guez, Wed Mar 5 14:57:53 2014 UTC revision 118 by guez, Thu Dec 18 17:30:24 2014 UTC
# Line 7  module phytrac_m Line 7  module phytrac_m
7    
8  contains  contains
9    
10    SUBROUTINE phytrac(rnpb, itap, lmt_pas, julien, gmtime, firstcal, lafin, &    SUBROUTINE phytrac(itap, lmt_pas, julien, gmtime, firstcal, lafin, pdtphys, &
11         nq_phys, pdtphys, u, t_seri, paprs, pplay, pmfu, pmfd, pde_u, pen_d, &         t_seri, paprs, pplay, pmfu, pmfd, pde_u, pen_d, coefh, fm_therm, &
12         coefh, fm_therm, entr_therm, yu1, yv1, ftsol, pctsrf, frac_impa, &         entr_therm, yu1, yv1, ftsol, pctsrf, frac_impa, frac_nucl, pphis, da, &
13         frac_nucl, pphis, albsol, rh, cldfra, rneb, diafra, cldliq, pmflxr, &         phi, mp, upwd, dnwd, tr_seri, zmasse)
        pmflxs, prfl, psfl, da, phi, mp, upwd, dnwd, tr_seri, zmasse)  
14    
15      ! From phylmd/phytrac.F, version 1.15 2006/02/21 08:08:30 (SVN revision 679)      ! From phylmd/phytrac.F, version 1.15 2006/02/21 08:08:30 (SVN revision 679)
16    
17      ! Authors: Frédéric Hourdin, Abderrahmane Idelkadi, Marie-Alice      ! Authors: Fr\'ed\'eric Hourdin, Abderrahmane Idelkadi, Marie-Alice
18      ! Foujols, Olivia      ! Foujols, Olivia
19    
20      ! Objet : moniteur général des tendances des traceurs      ! Objet : moniteur g\'en\'eral des tendances des traceurs
21    
22      ! L'appel de "phytrac" se fait avec "nqmx - 2" donc nous avons      ! L'appel de "phytrac" se fait avec "nqmx - 2" donc nous avons
23      ! bien les vrais traceurs (en nombre "nbtr", sans la vapeur d'eau      ! bien les vrais traceurs, sans la vapeur d'eau ni l'eau liquide.
     ! ni l'eau liquide) dans "phytrac".  
24    
25      ! Modifications pour les traceurs :      ! Modifications pour les traceurs :
26      ! - uniformisation des parametrisations dans phytrac      ! - uniformisation des parametrisations dans phytrac
27      ! - stockage des moyennes des champs nécessaires en mode traceur off-line      ! - stockage des moyennes des champs n\'ecessaires en mode traceur off-line
28    
29      use abort_gcm_m, only: abort_gcm      use abort_gcm_m, only: abort_gcm
30      use clesphys, only: ecrit_tra      use clesphys, only: ecrit_tra
31      use clesphys2, only: iflag_con      use clesphys2, only: iflag_con
32      use cltracrn_m, only: cltracrn      use cltracrn_m, only: cltracrn
33      use ctherm, only: iflag_thermals      use ctherm, only: iflag_thermals
34      use dimens_m, only: llm      use dimens_m, only: llm, nqmx
35      use dimphy, only: klon, nbtr      use dimphy, only: klon
36      use indicesol, only: nbsrf      use indicesol, only: nbsrf
37      use ini_histrac_m, only: ini_histrac      use ini_histrac_m, only: ini_histrac
38        use initrrnpb_m, only: initrrnpb
39      use minmaxqfi_m, only: minmaxqfi      use minmaxqfi_m, only: minmaxqfi
40      use nflxtr_m, only: nflxtr      use nflxtr_m, only: nflxtr
41      use nr_util, only: assert      use nr_util, only: assert
# Line 47  contains Line 46  contains
46      use regr_pr_comb_coefoz_m, only: regr_pr_comb_coefoz      use regr_pr_comb_coefoz_m, only: regr_pr_comb_coefoz
47      use SUPHEC_M, only: rg      use SUPHEC_M, only: rg
48    
     logical, intent(in):: rnpb  
49      integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq"      integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq"
50      integer, intent(in):: lmt_pas ! number of time steps of "physics" per day      integer, intent(in):: lmt_pas ! number of time steps of "physics" per day
51      integer, intent(in):: julien !jour julien, 1 <= julien <= 360      integer, intent(in):: julien !jour julien, 1 <= julien <= 360
52      real, intent(in):: gmtime ! heure de la journée en fraction de jour      real, intent(in):: gmtime ! heure de la journ\'ee en fraction de jour
53      logical, intent(in):: firstcal ! first call to "calfis"      logical, intent(in):: firstcal ! first call to "calfis"
54      logical, intent(in):: lafin ! fin de la physique      logical, intent(in):: lafin ! fin de la physique
   
     integer, intent(in):: nq_phys  
     ! (nombre de traceurs auxquels on applique la physique)  
   
55      real, intent(in):: pdtphys ! pas d'integration pour la physique (s)      real, intent(in):: pdtphys ! pas d'integration pour la physique (s)
     real, intent(in):: u(klon, llm)  
56      real, intent(in):: t_seri(klon, llm) ! temperature, in K      real, intent(in):: t_seri(klon, llm) ! temperature, in K
57    
58      real, intent(in):: paprs(klon, llm+1)      real, intent(in):: paprs(klon, llm+1)
# Line 86  contains Line 79  contains
79      REAL yu1(klon) ! vents au premier niveau      REAL yu1(klon) ! vents au premier niveau
80      REAL yv1(klon) ! vents au premier niveau      REAL yv1(klon) ! vents au premier niveau
81    
82      ! Arguments nécessaires pour les sources et puits de traceur :      ! Arguments n\'ecessaires pour les sources et puits de traceur :
83      real ftsol(klon, nbsrf) ! Temperature du sol (surf)(Kelvin)      real, intent(in):: ftsol(klon, nbsrf) ! Temperature du sol (surf)(Kelvin)
84      real pctsrf(klon, nbsrf) ! Pourcentage de sol f(nature du sol)      real pctsrf(klon, nbsrf) ! Pourcentage de sol f(nature du sol)
85    
86      ! Lessivage pour le on-line      ! Lessivage pour le on-line
# Line 95  contains Line 88  contains
88      REAL frac_nucl(klon, llm) ! fraction d'aerosols nuclees      REAL frac_nucl(klon, llm) ! fraction d'aerosols nuclees
89    
90      real, intent(in):: pphis(klon)      real, intent(in):: pphis(klon)
     real albsol(klon) ! albedo surface  
     real rh(klon, llm) ! humidite relative  
     real cldfra(klon, llm) ! fraction nuageuse (tous les nuages)  
     real rneb(klon, llm) ! fraction nuageuse (grande echelle)  
   
     real diafra(klon, llm)  
     ! (fraction nuageuse (convection ou stratus artificiels))  
   
     real cldliq(klon, llm) ! eau liquide nuageuse  
     REAL pmflxr(klon, llm+1), pmflxs(klon, llm+1) !--lessivage convection  
     REAL prfl(klon, llm+1), psfl(klon, llm+1) !--lessivage large-scale  
91    
92      ! Kerry Emanuel      ! Kerry Emanuel
93      real da(klon, llm), phi(klon, llm, llm), mp(klon, llm)      real, intent(in):: da(klon, llm), phi(klon, llm, llm), mp(klon, llm)
94      REAL, intent(in):: upwd(klon, llm) ! saturated updraft mass flux      REAL, intent(in):: upwd(klon, llm) ! saturated updraft mass flux
95      REAL, intent(in):: dnwd(klon, llm) ! saturated downdraft mass flux      REAL, intent(in):: dnwd(klon, llm) ! saturated downdraft mass flux
96    
97      real, intent(inout):: tr_seri(:, :, :) ! (klon, llm, nbtr)      real, intent(inout):: tr_seri(:, :, :) ! (klon, llm, nqmx - 2)
98      ! (mass fractions of tracers, excluding water, at mid-layers)      ! (mass fractions of tracers, excluding water, at mid-layers)
99    
100      real, intent(in):: zmasse(:, :) ! (klon, llm)      real, intent(in):: zmasse(:, :) ! (klon, llm)
# Line 132  contains Line 114  contains
114      !      !
115      ! Pour la source de radon et son reservoir de sol      ! Pour la source de radon et son reservoir de sol
116    
117      REAL, save:: trs(klon, nbtr) ! Concentration de radon dans le sol      REAL, save:: trs(klon, nqmx - 2) ! Concentration de radon dans le sol
118    
119      REAL masktr(klon, nbtr) ! Masque reservoir de sol traceur      REAL masktr(klon, nqmx - 2) ! Masque reservoir de sol traceur
120      ! Masque de l'echange avec la surface      ! Masque de l'echange avec la surface
121      ! (1 = reservoir) ou (possible => 1)      ! (1 = reservoir) ou (possible => 1)
122      SAVE masktr      SAVE masktr
123      REAL fshtr(klon, nbtr) ! Flux surfacique dans le reservoir de sol      REAL fshtr(klon, nqmx - 2) ! Flux surfacique dans le reservoir de sol
124      SAVE fshtr      SAVE fshtr
125      REAL hsoltr(nbtr) ! Epaisseur equivalente du reservoir de sol      REAL hsoltr(nqmx - 2) ! Epaisseur equivalente du reservoir de sol
126      SAVE hsoltr      SAVE hsoltr
127      REAL tautr(nbtr) ! Constante de decroissance radioactive      REAL tautr(nqmx - 2) ! Constante de decroissance radioactive
128      SAVE tautr      SAVE tautr
129      REAL vdeptr(nbtr) ! Vitesse de depot sec dans la couche Brownienne      REAL vdeptr(nqmx - 2) ! Vitesse de depot sec dans la couche Brownienne
130      SAVE vdeptr      SAVE vdeptr
131      REAL scavtr(nbtr) ! Coefficient de lessivage      REAL scavtr(nqmx - 2) ! Coefficient de lessivage
132      SAVE scavtr      SAVE scavtr
133    
134      CHARACTER itn      CHARACTER itn
# Line 154  contains Line 136  contains
136    
137      ! nature du traceur      ! nature du traceur
138    
139      logical aerosol(nbtr) ! Nature du traceur      logical aerosol(nqmx - 2) ! Nature du traceur
140      ! ! aerosol(it) = true => aerosol      ! ! aerosol(it) = true => aerosol
141      ! ! aerosol(it) = false => gaz      ! ! aerosol(it) = false => gaz
142      logical clsol(nbtr) ! couche limite sol calculée      logical clsol(nqmx - 2) ! couche limite sol calcul\'ee
143      logical radio(nbtr) ! décroisssance radioactive      logical radio(nqmx - 2) ! d\'ecroisssance radioactive
144      save aerosol, clsol, radio      save aerosol, clsol, radio
145    
146      ! convection tiedtke      ! convection tiedtke
# Line 170  contains Line 152  contains
152      ! Variables locales pour effectuer les appels en serie      ! Variables locales pour effectuer les appels en serie
153    
154      REAL d_tr(klon, llm), d_trs(klon) ! tendances de traceurs      REAL d_tr(klon, llm), d_trs(klon) ! tendances de traceurs
155      REAL d_tr_cl(klon, llm, nbtr) ! tendance de traceurs couche limite      REAL d_tr_cl(klon, llm, nqmx - 2) ! tendance de traceurs couche limite
156      REAL d_tr_cv(klon, llm, nbtr) ! tendance de traceurs conv pour chq traceur      REAL d_tr_cv(klon, llm, nqmx - 2) ! tendance de traceurs conv pour chq traceur
157      REAL d_tr_th(klon, llm, nbtr) ! la tendance des thermiques      REAL d_tr_th(klon, llm, nqmx - 2) ! la tendance des thermiques
158      REAL d_tr_dec(klon, llm, 2) ! la tendance de la decroissance      REAL d_tr_dec(klon, llm, 2) ! la tendance de la decroissance
159      ! ! radioactive du rn - > pb      ! ! radioactive du rn - > pb
160      REAL d_tr_lessi_impa(klon, llm, nbtr) ! la tendance du lessivage      REAL d_tr_lessi_impa(klon, llm, nqmx - 2) ! la tendance du lessivage
161      ! ! par impaction      ! ! par impaction
162      REAL d_tr_lessi_nucl(klon, llm, nbtr) ! la tendance du lessivage      REAL d_tr_lessi_nucl(klon, llm, nqmx - 2) ! la tendance du lessivage
163      ! ! par nucleation      ! ! par nucleation
164      REAL flestottr(klon, llm, nbtr) ! flux de lessivage      REAL flestottr(klon, llm, nqmx - 2) ! flux de lessivage
165      ! ! dans chaque couche      ! ! dans chaque couche
166    
167      real ztra_th(klon, llm)      real ztra_th(klon, llm)
# Line 194  contains Line 176  contains
176      !--------------------------------------      !--------------------------------------
177    
178      call assert(shape(zmasse) == (/klon, llm/), "phytrac zmasse")      call assert(shape(zmasse) == (/klon, llm/), "phytrac zmasse")
179      call assert(shape(tr_seri) == (/klon, llm, nbtr/), "phytrac tr_seri")      call assert(shape(tr_seri) == (/klon, llm, nqmx - 2/), "phytrac tr_seri")
180    
181      if (firstcal) then      if (firstcal) then
182         print *, 'phytrac: pdtphys = ', pdtphys         print *, 'phytrac: pdtphys = ', pdtphys
183         PRINT *, 'Fréquence de sortie des traceurs : ecrit_tra = ', ecrit_tra         PRINT *, 'Frequency of tracer output: ecrit_tra = ', ecrit_tra
184         if (nbtr < nq_phys) call abort_gcm('phytrac', 'nbtr < nq_phys', 1)         inirnpb = .true.
        inirnpb=rnpb  
185    
186         ! Initialisation des sorties :         ! Initialisation des sorties :
187         call ini_histrac(nid_tra, pdtphys, nq_phys, lessivage)         call ini_histrac(nid_tra, pdtphys, nqmx - 2, lessivage)
188    
189         ! Initialisation de certaines variables pour le radon et le plomb         ! Initialisation de certaines variables pour le radon et le plomb
190         ! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)         ! Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)
# Line 217  contains Line 198  contains
198    
199         ! Initialisation de la fraction d'aerosols lessivee         ! Initialisation de la fraction d'aerosols lessivee
200    
201         d_tr_lessi_impa(:, :, :) = 0.         d_tr_lessi_impa = 0.
202         d_tr_lessi_nucl(:, :, :) = 0.         d_tr_lessi_nucl = 0.
203    
204         ! Initialisation de la nature des traceurs         ! Initialisation de la nature des traceurs
205    
206         DO it = 1, nq_phys         DO it = 1, nqmx - 2
207            aerosol(it) = .FALSE. ! Tous les traceurs sont des gaz par defaut            aerosol(it) = .FALSE. ! Tous les traceurs sont des gaz par defaut
208            radio(it) = .FALSE. ! par défaut pas de passage par "radiornpb"            radio(it) = .FALSE. ! par d\'efaut pas de passage par "radiornpb"
209            clsol(it) = .FALSE. ! Par defaut couche limite avec flux prescrit            clsol(it) = .FALSE. ! Par defaut couche limite avec flux prescrit
210         ENDDO         ENDDO
211    
212         if (nq_phys >= 3) then         if (nqmx >= 5) then
213            call press_coefoz ! read input pressure levels for ozone coefficients            call press_coefoz ! read input pressure levels for ozone coefficients
214         end if         end if
215      ENDIF      ENDIF
# Line 240  contains Line 221  contains
221         clsol(1)= .true.         clsol(1)= .true.
222         clsol(2)= .true.         clsol(2)= .true.
223         aerosol(2) = .TRUE. ! le Pb est un aerosol         aerosol(2) = .TRUE. ! le Pb est un aerosol
224         call initrrnpb(ftsol, pctsrf, masktr, fshtr, hsoltr, tautr, vdeptr, &         call initrrnpb(pctsrf, masktr, fshtr, hsoltr, tautr, vdeptr, scavtr)
             scavtr)  
225         inirnpb=.false.         inirnpb=.false.
226      endif      endif
227    
228      if (convection) then      if (convection) then
229         ! Calcul de l'effet de la convection         ! Calcul de l'effet de la convection
230         DO it=1, nq_phys         DO it=1, nqmx - 2
231            if (iflag_con == 2) then            if (iflag_con == 2) then
232               ! Tiedke               ! Tiedke
233               CALL nflxtr(pdtphys, pmfu, pmfd, pde_u, pen_d, paprs, &               CALL nflxtr(pdtphys, pmfu, pmfd, pde_u, pen_d, paprs, &
# Line 271  contains Line 251  contains
251    
252      ! Calcul de l'effet des thermiques      ! Calcul de l'effet des thermiques
253    
254      do it=1, nq_phys      do it=1, nqmx - 2
255         do k=1, llm         do k=1, llm
256            do i=1, klon            do i=1, klon
257               d_tr_th(i, k, it)=0.               d_tr_th(i, k, it)=0.
# Line 283  contains Line 263  contains
263    
264      if (iflag_thermals > 0) then      if (iflag_thermals > 0) then
265         nsplit=10         nsplit=10
266         DO it=1, nq_phys         DO it=1, nqmx - 2
267            do isplit=1, nsplit            do isplit=1, nsplit
268               ! Thermiques               ! Thermiques
269               call dqthermcell(klon, llm, pdtphys/nsplit &               call dqthermcell(klon, llm, pdtphys/nsplit &
# Line 304  contains Line 284  contains
284      ! Calcul de l'effet de la couche limite      ! Calcul de l'effet de la couche limite
285    
286      if (couchelimite) then      if (couchelimite) then
   
287         DO k = 1, llm         DO k = 1, llm
288            DO i = 1, klon            DO i = 1, klon
289               delp(i, k) = paprs(i, k)-paprs(i, k+1)               delp(i, k) = paprs(i, k)-paprs(i, k+1)
290            ENDDO            ENDDO
291         ENDDO         ENDDO
292    
293         ! MAF modif pour tenir compte du cas rnpb + traceur         ! MAF modif pour tenir compte du cas traceur
294         DO it=1, nq_phys         DO it=1, nqmx - 2
295            if (clsol(it)) then            if (clsol(it)) then
296               ! couche limite avec quantite dans le sol calculee               ! couche limite avec quantite dans le sol calculee
297               CALL cltracrn(it, pdtphys, yu1, yv1, &               CALL cltracrn(it, pdtphys, yu1, yv1, &
# Line 351  contains Line 330  contains
330               ENDDO               ENDDO
331            endif            endif
332         ENDDO         ENDDO
333        endif
     endif ! couche limite  
334    
335      ! Calcul de l'effet du puits radioactif      ! Calcul de l'effet du puits radioactif
336    
337      ! MAF il faudrait faire une modification pour passer dans radiornpb      ! MAF il faudrait faire une modification pour passer dans radiornpb
338      ! si radio=true mais pour l'instant radiornpb propre au cas rnpb      ! si radio=true
339      if (rnpb) then      d_tr_dec = radiornpb(tr_seri, pdtphys, tautr)
340         d_tr_dec(:, :, :) = radiornpb(tr_seri, pdtphys, tautr)      DO it = 1, nqmx - 2
341         DO it=1, nq_phys         if (radio(it)) then
342            if (radio(it)) then            tr_seri(:, :, it) = tr_seri(:, :, it) + d_tr_dec(:, :, it)
343               tr_seri(:, :, it) = tr_seri(:, :, it) + d_tr_dec(:, :, it)            WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it
344               WRITE(unit=itn, fmt='(i1)') it            CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1e33, 'puits rn it='//itn)
345               CALL minmaxqfi(tr_seri(:, :, it), 0., 1e33, 'puits rn it='//itn)         endif
346            endif      ENDDO
        ENDDO  
     endif  
347    
348      if (nq_phys >= 3) then      if (nqmx >= 5) then
349         ! Ozone as a tracer:         ! Ozone as a tracer:
350         if (mod(itap - 1, lmt_pas) == 0) then         if (mod(itap - 1, lmt_pas) == 0) then
351            ! Once per day, update the coefficients for ozone chemistry:            ! Once per day, update the coefficients for ozone chemistry:
# Line 381  contains Line 357  contains
357      ! Calcul de l'effet de la precipitation      ! Calcul de l'effet de la precipitation
358    
359      IF (lessivage) THEN      IF (lessivage) THEN
360         d_tr_lessi_nucl(:, :, :) = 0.         d_tr_lessi_nucl = 0.
361         d_tr_lessi_impa(:, :, :) = 0.         d_tr_lessi_impa = 0.
362         flestottr(:, :, :) = 0.         flestottr = 0.
363    
364         ! tendance des aerosols nuclees et impactes         ! tendance des aerosols nuclees et impactes
365    
366         DO it = 1, nq_phys         DO it = 1, nqmx - 2
367            IF (aerosol(it)) THEN            IF (aerosol(it)) THEN
368               DO k = 1, llm               DO k = 1, llm
369                  DO i = 1, klon                  DO i = 1, klon
# Line 403  contains Line 379  contains
379         ! Mises a jour des traceurs + calcul des flux de lessivage         ! Mises a jour des traceurs + calcul des flux de lessivage
380         ! Mise a jour due a l'impaction et a la nucleation         ! Mise a jour due a l'impaction et a la nucleation
381    
382         DO it = 1, nq_phys         DO it = 1, nqmx - 2
383            IF (aerosol(it)) THEN            IF (aerosol(it)) THEN
384               DO k = 1, llm               DO k = 1, llm
385                  DO i = 1, klon                  DO i = 1, klon
# Line 416  contains Line 392  contains
392    
393         ! Flux lessivage total         ! Flux lessivage total
394    
395         DO it = 1, nq_phys         DO it = 1, nqmx - 2
396            DO k = 1, llm            DO k = 1, llm
397               DO i = 1, klon               DO i = 1, klon
398                  flestottr(i, k, it) = flestottr(i, k, it) &                  flestottr(i, k, it) = flestottr(i, k, it) &
# Line 428  contains Line 404  contains
404      ENDIF      ENDIF
405    
406      ! Ecriture des sorties      ! Ecriture des sorties
407      call write_histrac(lessivage, nq_phys, itap, nid_tra)      call write_histrac(lessivage, itap, nid_tra)
408    
409      if (lafin) then      if (lafin) then
410         print *, "C'est la fin de la physique."         print *, "C'est la fin de la physique."
# Line 442  contains Line 418  contains
418    
419    contains    contains
420    
421      subroutine write_histrac(lessivage, nq_phys, itap, nid_tra)      subroutine write_histrac(lessivage, itap, nid_tra)
422    
423        ! From phylmd/write_histrac.h, version 1.9 2006/02/21 08:08:30        ! From phylmd/write_histrac.h, version 1.9 2006/02/21 08:08:30
424    
# Line 457  contains Line 433  contains
433        use gr_phy_write_3d_m, only: gr_phy_write_3d        use gr_phy_write_3d_m, only: gr_phy_write_3d
434    
435        logical, intent(in):: lessivage        logical, intent(in):: lessivage
   
       integer, intent(in):: nq_phys  
       ! (nombre de traceurs auxquels on applique la physique)  
   
436        integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq"        integer, intent(in):: itap ! number of calls to "physiq"
437        integer, intent(in):: nid_tra        integer, intent(in):: nid_tra
438    
# Line 477  contains Line 449  contains
449        CALL histwrite(nid_tra, "aire", itau_w, gr_phy_write_2d(airephy))        CALL histwrite(nid_tra, "aire", itau_w, gr_phy_write_2d(airephy))
450        CALL histwrite(nid_tra, "zmasse", itau_w, gr_phy_write_3d(zmasse))        CALL histwrite(nid_tra, "zmasse", itau_w, gr_phy_write_3d(zmasse))
451    
452        DO it=1, nq_phys        DO it=1, nqmx - 2
453           CALL histwrite(nid_tra, tnom(it+2), itau_w, &           CALL histwrite(nid_tra, tnom(it+2), itau_w, &
454                gr_phy_write_3d(tr_seri(:, :, it)))                gr_phy_write_3d(tr_seri(:, :, it)))
455           if (lessivage) THEN           if (lessivage) THEN
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