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Modification of the numerical scheme for coupling of surface temperature
with Orchidee.

Modification du schéma numérique pour le couplage de la température
de surface avec Orchidee.
Cette modification concerne la gestion des pas de temps différents pour
l'appel au rayonnement et au modèle de surface.

Orchidee prend en entrée le flux LW descendant.
Dans la version actuelle, on recalculait ce flux descendant à partir
du flux net issu du rayonnement, comme si il ne variait pas dans
le temps.
pbl_surface recalculait ensuite un flux descendant en ajoutant
au flux net descendant l'emission du sol, simga Ts4.
Mais du coup, si la température du sol partait en dérive froide entre
deux appels au rayonnement, on ne tenait pas compte du rappel
exercé par le rayonnement : le flux descendant ne bouge
pas et réhauffe la surface tandis que celle ci se refroidit de
moins en moins par émission LW.

Dans la nouvelle version, on passe le LWdown directement depuis
le rayonnement.
Il s'agit de deux hypothèses extrêmes :
Avant on supposait que le LWnet ne bougeait pas d'un appel au rayonnement
sur l'autre. Maintenant on suppose que c'est le LWdown.
La réalité est entre les deux car le WLdown a tendance à
suivre la température de surface, quand la température de l'air
et de la surface sont fortement couplées.

La nouvelle façon de faire devrait limiter la dérive vers le froid
dans les conditions de découplage nocturne. Un découplage extrême
avait amené à limiter la fonction de Richardson dans le calcul du coefficient
de trraînée Cd f(Ri) à F(ri) > 0.6 plutôt que 0.1 sur le cas 1D Dice.
Les corrections pourraient également résoudre des plantages
aléatoires sur l'Himalaya.

Jean-Louis Dufresne, Fuxing Wang, Frédéric Hourdin

PS : les changements concernent l'interface entre physiq et
pbl_surface, ainsi que phyredem et phyetat0 pour garantir 1+1=2.
On en a profité pour faire un brin de toilette.
  • 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
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  • Property svn:executable set to *
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
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RevLine 
[781]1!
2MODULE surf_land_mod
3 
4  IMPLICIT NONE
5
6CONTAINS
7!
8!****************************************************************************************
9! 
10  SUBROUTINE surf_land(itime, dtime, date0, jour, knon, knindex, &
11       rlon, rlat, &
[888]12       debut, lafin, zlev, ccanopy, swnet, lwnet, albedo, &
[1067]13       tsurf, p1lay, cdragh, cdragm, precip_rain, precip_snow, temp_air, spechum, &
14       AcoefH, AcoefQ, BcoefH, BcoefQ, &
15       AcoefU, AcoefV, BcoefU, BcoefV, &
16       pref, u1, v1, rugoro, pctsrf, &
[1146]17       lwdown_m, q2m, t2m, &
[888]18       snow, qsol, agesno, tsoil, &
19       z0_new, alb1_new, alb2_new, evap, fluxsens, fluxlat, &
[996]20       qsurf, tsurf_new, dflux_s, dflux_l, &
[1146]21       flux_u1, flux_v1 )
[781]22
[1067]23    USE dimphy
24    USE surface_data, ONLY    : ok_veget
[1146]25
26#ifdef ORCHIDEE_NOOPENMP
27    USE surf_land_orchidee_noopenmp_mod
28#else
[1067]29    USE surf_land_orchidee_mod
[1146]30#endif
[1067]31    USE surf_land_bucket_mod
32    USE calcul_fluxs_mod
[1785]33    USE indice_sol_mod
[1067]34
[781]35    INCLUDE "dimsoil.h"
[888]36    INCLUDE "YOMCST.h"
[781]37
38! Input variables 
39!****************************************************************************************
40    INTEGER, INTENT(IN)                     :: itime, jour, knon
41    INTEGER, DIMENSION(klon), INTENT(IN)    :: knindex
42    REAL, INTENT(IN)                        :: date0
43    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: rlon, rlat
44    LOGICAL, INTENT(IN)                     :: debut, lafin
45    REAL, INTENT(IN)                        :: dtime
[888]46    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: zlev, ccanopy
47    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: swnet, lwnet
48    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: albedo  ! albedo for whole short-wave interval
[781]49    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: tsurf
50    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: p1lay
[1067]51    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: cdragh, cdragm
[781]52    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: precip_rain, precip_snow
53    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: temp_air, spechum
[1067]54    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: AcoefH, AcoefQ, BcoefH, BcoefQ
55    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: AcoefU, AcoefV, BcoefU, BcoefV
[888]56    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: pref   ! pressure reference
[1067]57    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: u1, v1
[781]58    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: rugoro
59    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf), INTENT(IN) :: pctsrf
[888]60    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: lwdown_m  ! downwelling longwave radiation at mean surface
61                                                         ! corresponds to previous sollwdown
[1146]62    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)       :: q2m, t2m
[888]63
[781]64! In/Output variables
65!****************************************************************************************
66    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(INOUT)          :: snow, qsol
67    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(INOUT)          :: agesno
68    REAL, DIMENSION(klon, nsoilmx), INTENT(INOUT) :: tsoil
69
70! Output variables
71!****************************************************************************************
[888]72    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)       :: z0_new
73    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)       :: alb1_new ! albdeo for shortwave interval 1(visible)
74    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)       :: alb2_new ! albedo for shortwave interval 2(near infrared)
75    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)       :: evap
76    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)       :: fluxsens, fluxlat
[781]77    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)       :: qsurf
[888]78    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)       :: tsurf_new
[781]79    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)       :: dflux_s, dflux_l     
[1067]80    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)       :: flux_u1, flux_v1  ! flux for U and V at first model level
[781]81
82! Local variables
83!****************************************************************************************
[888]84    REAL, DIMENSION(klon) :: p1lay_tmp
85    REAL, DIMENSION(klon) :: pref_tmp
86    REAL, DIMENSION(klon) :: swdown     ! downwelling shortwave radiation at land surface
87    REAL, DIMENSION(klon) :: epot_air           ! potential air temperature
[781]88    REAL, DIMENSION(klon) :: tsol_rad, emis_new ! output from interfsol not used
[1067]89    REAL, DIMENSION(klon) :: u0, v0     ! surface speed
[781]90    INTEGER               :: i
91
92
93!****************************************************************************************
94! Choice between call to vegetation model (ok_veget=true) or simple calculation below
95!
96!****************************************************************************************
97   IF (ok_veget) THEN
98!****************************************************************************************
[888]99!  Call model sechiba in model ORCHIDEE
[781]100!
101!****************************************************************************************
102       p1lay_tmp(:)      = 0.0
[888]103       pref_tmp(:)       = 0.0
[781]104       p1lay_tmp(1:knon) = p1lay(1:knon)/100.
[888]105       pref_tmp(1:knon)  = pref(1:knon)/100.
106!
[2188]107!* Calculate incoming flux for SW and LW interval: swdown
[888]108!
109       swdown(:) = 0.0
110       DO i = 1, knon
111          swdown(i) = swnet(i)/(1-albedo(i))
112       END DO
113!
114!* Calculate potential air temperature
115!
116       epot_air(:) = 0.0
117       DO i = 1, knon
118          epot_air(i) = RCPD*temp_air(i)*(pref(i)/p1lay(i))**RKAPPA
119       END DO
[781]120
[888]121       ! temporary for keeping same results using lwdown_m instead of lwdown
[781]122       CALL surf_land_orchidee(itime, dtime, date0, knon, &
123            knindex, rlon, rlat, pctsrf, &
124            debut, lafin, &
[1067]125            zlev,  u1, v1, temp_air, spechum, epot_air, ccanopy, &
126            cdragh, AcoefH, AcoefQ, BcoefH, BcoefQ, &
[888]127            precip_rain, precip_snow, lwdown_m, swnet, swdown, &
[1146]128            pref_tmp, q2m, t2m, &
[781]129            evap, fluxsens, fluxlat, &             
[888]130            tsol_rad, tsurf_new, alb1_new, alb2_new, &
[781]131            emis_new, z0_new, qsurf)       
132
133! 
[888]134!* Add contribution of relief to surface roughness
[781]135! 
136       DO i=1,knon
[1146]137          z0_new(i) = MAX(1.5e-05,SQRT(z0_new(i)**2 + rugoro(i)**2))
[781]138       ENDDO
139
140    ELSE  ! not ok_veget
141!****************************************************************************************
142! No extern vegetation model choosen, call simple bucket calculations instead.
143!
144!****************************************************************************************
145       CALL surf_land_bucket(itime, jour, knon, knindex, debut, dtime,&
[1067]146            tsurf, p1lay, cdragh, precip_rain, precip_snow, temp_air, &
147            spechum, AcoefH, AcoefQ, BcoefH, BcoefQ, pref, &
148            u1, v1, rugoro, swnet, lwnet, &
[888]149            snow, qsol, agesno, tsoil, &
150            qsurf, z0_new, alb1_new, alb2_new, evap, &
151            fluxsens, fluxlat, tsurf_new, dflux_s, dflux_l)
[781]152
153    ENDIF ! ok_veget
154
[1067]155!****************************************************************************************
156! Calculation for all land models
157! - Flux calculation at first modele level for U and V
158!****************************************************************************************
159! Suppose zero surface speed
160    u0(:)=0.0
161    v0(:)=0.0
162    CALL calcul_flux_wind(knon, dtime, &
163         u0, v0, u1, v1, cdragm, &
164         AcoefU, AcoefV, BcoefU, BcoefV, &
165         p1lay, temp_air, &
166         flux_u1, flux_v1)
167   
[781]168  END SUBROUTINE surf_land
169!
170!****************************************************************************************
171! 
172END MODULE surf_land_mod
173!
174!****************************************************************************************
175! 
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.