source: LMDZ5/trunk/libf/phylmd/calltherm.F90 @ 2205

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Changes concerinng the Hourdin et al. 2002 version of the thermals and
Ayotte cases

calltherm.F90


call to thermcell_2002 modified :
1) iflag_thermals changed from 1 to >= 1000 ; iflag_thermals-1000
controls sub options.
2) thermals w and fraction in output files.

hbtm.F


Singularity in the 1/heat dependency of the Monin Obukov length L when
heat=0. Since 1/L is used rather than L, it is preferable to compute
directly L. There is a dependency in 1/u* then which is treated with a
threshold value.
(+ some cleaning in the syntax).

lmdz1d.F


If nday<0, -nday is used as the total number of time steps of the
simulation.
The option with imposed wtsurf and wqsurf read in lmdz1d.def was not
active anymore.
< IF(.NOT.ok_flux_surf) THEN
changed to

IF(.NOT.ok_flux_surf.or.max(abs(wtsurf),abs(wqsurf))>0.) THEN

before

fsens=-wtsurf*rcpd*rho(1)
flat=-wqsurf*rlvtt*rho(1)

phys_output_write.F90 et phys_local_var_mod.F90


Removing the d_u_ajsb contribution to duthe (same for dv).
Those tendencies are not computed by the model ...
< zx_tmp_fi3d(1:klon,1:klev)=d_u_ajs(1:klon,1:klev)/pdtphys - &
< d_u_ajsb(1:klon,1:klev)/pdtphys
---

zx_tmp_fi3d(1:klon,1:klev)=d_u_ajs(1:klon,1:klev)/pdtphys

! d_u_ajsb(1:klon,1:klev)/pdtphys

thermcell_dq.F90, thermcell_main.F90


Some cleaning

thermcell_old.F


Control by iflag_thermals >= 1000
wa_moy and fraca in outputs
+ cleaning

  • Property copyright set to
    Name of program: LMDZ
    Creation date: 1984
    Version: LMDZ5
    License: CeCILL version 2
    Holder: Laboratoire de m\'et\'eorologie dynamique, CNRS, UMR 8539
    See the license file in the root directory
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 15.3 KB
Line 
1!
2! $Id: calltherm.F90 1943 2014-01-22 09:51:36Z fhourdin $
3!
4      subroutine calltherm(dtime  &
5     &      ,pplay,paprs,pphi,weak_inversion  &
6     &      ,u_seri,v_seri,t_seri,q_seri,zqsat,debut  &
7     &      ,d_u_ajs,d_v_ajs,d_t_ajs,d_q_ajs  &
8     &      ,fm_therm,entr_therm,detr_therm,zqasc,clwcon0,lmax,ratqscth,  &
9     &       ratqsdiff,zqsatth,Ale_bl,Alp_bl,lalim_conv,wght_th, &
10     &       zmax0,f0,zw2,fraca,ztv,zpspsk,ztla,zthl &
11!!! nrlmd le 10/04/2012
12     &      ,pbl_tke,pctsrf,omega,airephy &
13     &      ,zlcl_th,fraca0,w0,w_conv,therm_tke_max0,env_tke_max0 &
14     &      ,n2,s2,ale_bl_stat &
15     &      ,therm_tke_max,env_tke_max &
16     &      ,alp_bl_det,alp_bl_fluct_m,alp_bl_fluct_tke &
17     &      ,alp_bl_conv,alp_bl_stat &
18!!! fin nrlmd le 10/04/2012
19     &      ,zqla,ztva )
20
21      USE dimphy
22      USE indice_sol_mod
23
24      implicit none
25#include "dimensions.h"
26!#include "dimphy.h"
27#include "thermcell.h"
28#include "iniprint.h"
29
30
31!IM 140508
32      INTEGER, SAVE ::  itap
33!$OMP THREADPRIVATE(itap)
34      REAL dtime
35      LOGICAL debut
36      LOGICAL logexpr0, logexpr2(klon,klev), logexpr1(klon)
37      REAL fact(klon)
38      INTEGER nbptspb
39
40      REAL u_seri(klon,klev),v_seri(klon,klev)
41      REAL t_seri(klon,klev),q_seri(klon,klev),qmemoire(klon,klev)
42      REAL weak_inversion(klon)
43      REAL paprs(klon,klev+1)
44      REAL pplay(klon,klev)
45      REAL pphi(klon,klev)
46      real zlev(klon,klev+1)
47!test: on sort lentr et a* pour alimenter KE
48      REAL wght_th(klon,klev)
49      INTEGER lalim_conv(klon)
50      REAL zw2(klon,klev+1),fraca(klon,klev+1)
51
52!FH Update Thermiques
53      REAL d_t_ajs(klon,klev), d_q_ajs(klon,klev)
54      REAL d_u_ajs(klon,klev),d_v_ajs(klon,klev)
55      real fm_therm(klon,klev+1)
56      real entr_therm(klon,klev),detr_therm(klon,klev)
57
58!********************************************************
59!     declarations
60      LOGICAL flag_bidouille_stratocu
61      real fmc_therm(klon,klev+1),zqasc(klon,klev)
62      real zqla(klon,klev)
63      real zqta(klon,klev)
64      real ztv(klon,klev),ztva(klon,klev)
65      real zpspsk(klon,klev)
66      real ztla(klon,klev)
67      real zthl(klon,klev)
68      real wmax_sec(klon)
69      real zmax_sec(klon)
70      real f_sec(klon)
71      real detrc_therm(klon,klev)
72! FH WARNING : il semble que ces save ne servent a rien
73!     save fmc_therm, detrc_therm
74      real clwcon0(klon,klev)
75      real zqsat(klon,klev)
76      real zw_sec(klon,klev+1)
77      integer lmix_sec(klon)
78      integer lmax(klon)
79      real ratqscth(klon,klev)
80      real ratqsdiff(klon,klev)
81      real zqsatth(klon,klev) 
82!nouvelles variables pour la convection
83      real Ale_bl(klon)
84      real Alp_bl(klon)
85      real Ale(klon)
86      real Alp(klon)
87!RC
88      !on garde le zmax du pas de temps precedent
89      real zmax0(klon), f0(klon)
90
91!!! nrlmd le 10/04/2012
92      real pbl_tke(klon,klev+1,nbsrf)
93      real pctsrf(klon,nbsrf)
94      real omega(klon,klev)
95      real airephy(klon)
96      real zlcl_th(klon),fraca0(klon),w0(klon),w_conv(klon)
97      real therm_tke_max0(klon),env_tke_max0(klon)
98      real n2(klon),s2(klon)
99      real ale_bl_stat(klon)
100      real therm_tke_max(klon,klev),env_tke_max(klon,klev)
101      real alp_bl_det(klon),alp_bl_fluct_m(klon),alp_bl_fluct_tke(klon),alp_bl_conv(klon),alp_bl_stat(klon)
102!!! fin nrlmd le 10/04/2012
103
104!********************************************************
105
106
107! variables locales
108      REAL d_t_the(klon,klev), d_q_the(klon,klev)
109      REAL d_u_the(klon,klev),d_v_the(klon,klev)
110!
111      real zfm_therm(klon,klev+1),zdt
112      real zentr_therm(klon,klev),zdetr_therm(klon,klev)
113! FH A VERIFIER : SAVE INUTILES
114!      save zentr_therm,zfm_therm
115
116      character (len=20) :: modname='calltherm'
117      character (len=80) :: abort_message
118
119      integer i,k
120      logical, save :: first=.true.
121!$OMP THREADPRIVATE(first)
122!********************************************************
123      if (first) then
124        itap=0
125        first=.false.
126      endif
127
128! Incrementer le compteur de la physique
129     itap   = itap + 1
130
131!  Modele du thermique
132!  ===================
133!         print*,'thermiques: WARNING on passe t au lieu de t_seri'
134
135
136! On prend comme valeur initiale des thermiques la valeur du pas
137! de temps precedent
138         zfm_therm(:,:)=fm_therm(:,:)
139         zdetr_therm(:,:)=detr_therm(:,:)
140         zentr_therm(:,:)=entr_therm(:,:)
141
142! On reinitialise les flux de masse a zero pour le cumul en
143! cas de splitting
144         fm_therm(:,:)=0.
145         entr_therm(:,:)=0.
146         detr_therm(:,:)=0.
147
148         Ale_bl(:)=0.
149         Alp_bl(:)=0.
150         if (prt_level.ge.10) then
151          print*,'thermV4 nsplit: ',nsplit_thermals,' weak_inversion'
152         endif
153
154!   tests sur les valeurs negatives de l'eau
155         logexpr0=prt_level.ge.10
156         nbptspb=0
157         do k=1,klev
158            do i=1,klon
159! Attention teste abderr 19-03-09
160!               logexpr2(i,k)=.not.q_seri(i,k).ge.0.
161                logexpr2(i,k)=.not.q_seri(i,k).ge.1.e-15
162               if (logexpr2(i,k)) then
163                q_seri(i,k)=1.e-15
164                nbptspb=nbptspb+1
165               endif
166!               if (logexpr0) &
167!    &             print*,'WARN eau<0 avant therm i=',i,'  k=',k  &
168!    &         ,' dq,q',d_q_the(i,k),q_seri(i,k)
169            enddo
170         enddo
171         if(nbptspb.GT.0) print*,'Number of points with q_seri(i,k)<=0 ',nbptspb   
172
173         zdt=dtime/REAL(nsplit_thermals)
174         do isplit=1,nsplit_thermals
175
176          if (iflag_thermals>=1000) then
177            CALL thermcell_2002(klon,klev,zdt,iflag_thermals   &
178     &      ,pplay,paprs,pphi  &
179     &      ,u_seri,v_seri,t_seri,q_seri  &
180     &      ,d_u_the,d_v_the,d_t_the,d_q_the  &
181     &      ,zfm_therm,zentr_therm,fraca,zw2  &
182     &      ,r_aspect_thermals,30.,w2di_thermals  &
183     &      ,tau_thermals)
184          else if (iflag_thermals.eq.2) then
185            CALL thermcell_sec(klon,klev,zdt  &
186     &      ,pplay,paprs,pphi,zlev  &
187     &      ,u_seri,v_seri,t_seri,q_seri  &
188     &      ,d_u_the,d_v_the,d_t_the,d_q_the  &
189     &      ,zfm_therm,zentr_therm  &
190     &      ,r_aspect_thermals,30.,w2di_thermals  &
191     &      ,tau_thermals)
192          else if (iflag_thermals.eq.3) then
193            CALL thermcell(klon,klev,zdt  &
194     &      ,pplay,paprs,pphi  &
195     &      ,u_seri,v_seri,t_seri,q_seri  &
196     &      ,d_u_the,d_v_the,d_t_the,d_q_the  &
197     &      ,zfm_therm,zentr_therm  &
198     &      ,r_aspect_thermals,l_mix_thermals,w2di_thermals  &
199     &      ,tau_thermals)
200          else if (iflag_thermals.eq.10) then
201            CALL thermcell_eau(klon,klev,zdt  &
202     &      ,pplay,paprs,pphi  &
203     &      ,u_seri,v_seri,t_seri,q_seri  &
204     &      ,d_u_the,d_v_the,d_t_the,d_q_the  &
205     &      ,zfm_therm,zentr_therm  &
206     &      ,r_aspect_thermals,l_mix_thermals,w2di_thermals  &
207     &      ,tau_thermals)
208          else if (iflag_thermals.eq.11) then
209              abort_message = 'cas non prevu dans calltherm'
210              CALL abort_gcm (modname,abort_message,1)
211
212!           CALL thermcell_pluie(klon,klev,zdt  &
213!   &      ,pplay,paprs,pphi,zlev  &
214!    &      ,u_seri,v_seri,t_seri,q_seri  &
215!    &      ,d_u_the,d_v_the,d_t_the,d_q_the  &
216!    &      ,zfm_therm,zentr_therm,zqla  &
217!    &      ,r_aspect_thermals,l_mix_thermals,w2di_thermals  &
218!    &      ,tau_thermals,3)
219          else if (iflag_thermals.eq.12) then
220            CALL calcul_sec(klon,klev,zdt  &
221     &      ,pplay,paprs,pphi,zlev  &
222     &      ,u_seri,v_seri,t_seri,q_seri  &
223     &      ,zmax_sec,wmax_sec,zw_sec,lmix_sec  &
224     &      ,r_aspect_thermals,l_mix_thermals,w2di_thermals  &
225     &      ,tau_thermals)
226          else if (iflag_thermals==13.or.iflag_thermals==14) then
227            CALL thermcellV0_main(itap,klon,klev,zdt  &
228     &      ,pplay,paprs,pphi,debut  &
229     &      ,u_seri,v_seri,t_seri,q_seri  &
230     &      ,d_u_the,d_v_the,d_t_the,d_q_the  &
231     &      ,zfm_therm,zentr_therm,zdetr_therm,zqasc,zqla,lmax  &
232     &      ,ratqscth,ratqsdiff,zqsatth  &
233     &      ,r_aspect_thermals,l_mix_thermals  &
234     &      ,tau_thermals,Ale,Alp,lalim_conv,wght_th &
235     &      ,zmax0,f0,zw2,fraca)
236          else if (iflag_thermals>=15.and.iflag_thermals<=18) then
237
238!            print*,'THERM iflag_thermas_ed=',iflag_thermals_ed
239            CALL thermcell_main(itap,klon,klev,zdt  &
240     &      ,pplay,paprs,pphi,debut  &
241     &      ,u_seri,v_seri,t_seri,q_seri  &
242     &      ,d_u_the,d_v_the,d_t_the,d_q_the  &
243     &      ,zfm_therm,zentr_therm,zdetr_therm,zqasc,zqla,lmax  &
244     &      ,ratqscth,ratqsdiff,zqsatth  &
245!    &      ,r_aspect_thermals,l_mix_thermals &
246!    &      ,tau_thermals,iflag_thermals_ed,iflag_coupl &
247     &      ,Ale,Alp,lalim_conv,wght_th &
248     &      ,zmax0,f0,zw2,fraca,ztv,zpspsk &
249     &      ,ztla,zthl &
250!!! nrlmd le 10/04/2012
251     &      ,pbl_tke,pctsrf,omega,airephy &
252     &      ,zlcl_th,fraca0,w0,w_conv,therm_tke_max0,env_tke_max0 &
253     &      ,n2,s2,ale_bl_stat &
254     &      ,therm_tke_max,env_tke_max &
255     &      ,alp_bl_det,alp_bl_fluct_m,alp_bl_fluct_tke &
256     &      ,alp_bl_conv,alp_bl_stat &
257!!! fin nrlmd le 10/04/2012
258     &      ,ztva )
259           if (prt_level.gt.10) write(lunout,*)'Apres thermcell_main OK'
260         else
261           abort_message = 'Cas des thermiques non prevu'
262           CALL abort_gcm (modname,abort_message,1)
263         endif
264
265! Attention : les noms sont contre intuitif.
266! flag_bidouille_stratocu est .true. si on ne fait pas de bidouille.
267! Il aurait mieux valu avoir un nobidouille_stratocu
268! Et pour simplifier :
269! nobidouille_stratocu=.not.(iflag_thermals==13.or.iflag_thermals=15)
270! Ce serait bien de changer, mai en prenant le temps de vérifier que ca
271! fait bien ce qu'on croit.
272
273       flag_bidouille_stratocu=iflag_thermals<=12.or.iflag_thermals==14.or.iflag_thermals==16.or.iflag_thermals==18
274
275! Calcul a posteriori du niveau max des thermiques pour les schémas qui
276! ne la sortent pas.
277      if (iflag_thermals<=12.or.iflag_thermals>=1000) then
278         lmax(:)=1
279         do k=1,klev-1
280            zdetr_therm(:,k)=zentr_therm(:,k)+zfm_therm(:,k)-zfm_therm(:,k+1)
281         enddo
282         do k=1,klev-1
283            do i=1,klon
284               if (zfm_therm(i,k+1)>0.) lmax(i)=k
285            enddo
286         enddo
287      endif
288
289      fact(:)=0.
290      DO i=1,klon
291       logexpr1(i)=flag_bidouille_stratocu.or.weak_inversion(i).gt.0.5
292       IF(logexpr1(i)) fact(i)=1./REAL(nsplit_thermals)
293      ENDDO
294
295     DO k=1,klev
296!  transformation de la derivee en tendance
297            d_t_the(:,k)=d_t_the(:,k)*dtime*fact(:)
298            d_u_the(:,k)=d_u_the(:,k)*dtime*fact(:)
299            d_v_the(:,k)=d_v_the(:,k)*dtime*fact(:)
300            d_q_the(:,k)=d_q_the(:,k)*dtime*fact(:)
301            fm_therm(:,k)=fm_therm(:,k)  &
302     &      +zfm_therm(:,k)*fact(:)
303            entr_therm(:,k)=entr_therm(:,k)  &
304     &       +zentr_therm(:,k)*fact(:)
305            detr_therm(:,k)=detr_therm(:,k)  &
306     &       +zdetr_therm(:,k)*fact(:)
307      ENDDO
308       fm_therm(:,klev+1)=0.
309
310
311
312!  accumulation de la tendance
313            d_t_ajs(:,:)=d_t_ajs(:,:)+d_t_the(:,:)
314            d_u_ajs(:,:)=d_u_ajs(:,:)+d_u_the(:,:)
315            d_v_ajs(:,:)=d_v_ajs(:,:)+d_v_the(:,:)
316            d_q_ajs(:,:)=d_q_ajs(:,:)+d_q_the(:,:)
317
318!  incrementation des variables meteo
319            t_seri(:,:) = t_seri(:,:) + d_t_the(:,:)
320            u_seri(:,:) = u_seri(:,:) + d_u_the(:,:)
321            v_seri(:,:) = v_seri(:,:) + d_v_the(:,:)
322            qmemoire(:,:)=q_seri(:,:)
323            q_seri(:,:) = q_seri(:,:) + d_q_the(:,:)
324           if (prt_level.gt.10) write(lunout,*)'Apres apres thermcell_main OK'
325
326       DO i=1,klon
327            fm_therm(i,klev+1)=0.
328            Ale_bl(i)=Ale_bl(i)+Ale(i)/REAL(nsplit_thermals)
329!            write(22,*)'ALE CALLTHERM',Ale_bl(i),Ale(i)
330            Alp_bl(i)=Alp_bl(i)+Alp(i)/REAL(nsplit_thermals)
331!            write(23,*)'ALP CALLTHERM',Alp_bl(i),Alp(i)
332        if(prt_level.GE.10) print*,'calltherm i Alp_bl Alp Ale_bl Ale',i,Alp_bl(i),Alp(i),Ale_bl(i),Ale(i)
333       ENDDO
334
335!IM 060508 marche pas comme cela !!!        enddo ! isplit
336
337!   tests sur les valeurs negatives de l'eau
338         nbptspb=0
339            DO k = 1, klev
340            DO i = 1, klon
341               logexpr2(i,k)=.not.q_seri(i,k).ge.0.
342               if (logexpr2(i,k)) then
343                q_seri(i,k)=1.e-15
344                nbptspb=nbptspb+1
345!                if (prt_level.ge.10) then
346!                  print*,'WARN eau<0 apres therm i=',i,'  k=',k  &
347!    &         ,' dq,q',d_q_the(i,k),q_seri(i,k),  &
348!    &         'fm=',zfm_therm(i,k),'entr=',entr_therm(i,k)
349                 endif
350            ENDDO
351            ENDDO
352        IF(nbptspb.GT.0) print*,'Number of points with q_seri(i,k)<=0 ',nbptspb   
353! tests sur les valeurs de la temperature
354        nbptspb=0
355            DO k = 1, klev
356            DO i = 1, klon
357               logexpr2(i,k)=t_seri(i,k).lt.50..or.t_seri(i,k).gt.370.
358               if (logexpr2(i,k)) nbptspb=nbptspb+1
359!              if ((t_seri(i,k).lt.50.) .or.  &
360!    &              (t_seri(i,k).gt.370.)) then
361!                 print*,'WARN temp apres therm i=',i,'  k=',k  &
362!    &         ,' t_seri',t_seri(i,k)
363!              CALL abort
364!              endif
365            ENDDO
366            ENDDO
367        IF(nbptspb.GT.0) print*,'Number of points with q_seri(i,k)<=0 ',nbptspb
368         enddo ! isplit
369
370!
371!***************************************************************
372!     calcul du flux ascencant conservatif
373!            print*,'<<<<calcul flux ascendant conservatif'
374
375      fmc_therm=0.
376               do k=1,klev
377            do i=1,klon
378                  if (entr_therm(i,k).gt.0.) then
379                     fmc_therm(i,k+1)=fmc_therm(i,k)+entr_therm(i,k)
380                  else
381                     fmc_therm(i,k+1)=fmc_therm(i,k)
382                  endif
383                  detrc_therm(i,k)=(fmc_therm(i,k+1)-fm_therm(i,k+1))  &
384     &                 -(fmc_therm(i,k)-fm_therm(i,k))
385               enddo
386            enddo
387     
388     
389!****************************************************************
390!     calcul de l'humidite dans l'ascendance
391!      print*,'<<<<calcul de lhumidite dans thermique'
392!CR:on ne le calcule que pour le cas sec
393      if (iflag_thermals.le.11) then     
394      do i=1,klon
395         zqasc(i,1)=q_seri(i,1)
396         do k=2,klev
397            if (fmc_therm(i,k+1).gt.1.e-6) then
398               zqasc(i,k)=(fmc_therm(i,k)*zqasc(i,k-1)  &
399     &              +entr_therm(i,k)*q_seri(i,k))/fmc_therm(i,k+1)
400!CR:test on asseche le thermique
401!               zqasc(i,k)=zqasc(i,k)/2.
402!            else
403!               zqasc(i,k)=q_seri(i,k)
404            endif
405         enddo
406       enddo
407     
408
409!     calcul de l'eau condensee dans l'ascendance
410!             print*,'<<<<calcul de leau condensee dans thermique'
411             do i=1,klon
412                do k=1,klev
413                   clwcon0(i,k)=zqasc(i,k)-zqsat(i,k)
414                   if (clwcon0(i,k).lt.0. .or.   &
415     &             (fm_therm(i,k+1)+detrc_therm(i,k)).lt.1.e-6) then
416                      clwcon0(i,k)=0.
417                   endif
418                enddo
419             enddo
420       else
421              do i=1,klon
422                do k=1,klev
423                   clwcon0(i,k)=zqla(i,k) 
424                   if (clwcon0(i,k).lt.0. .or.   &
425     &             (fm_therm(i,k+1)+detrc_therm(i,k)).lt.1.e-6) then
426                   clwcon0(i,k)=0.
427                   endif
428                enddo
429             enddo
430       endif
431!*******************************************************************   
432
433
434!jyg  Protection contre les temperatures nulles
435          do i=1,klon
436             do k=1,klev
437                if (ztla(i,k) .lt. 1.e-10) fraca(i,k) =0.
438             enddo
439          enddo
440
441
442      return
443
444      end
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.