| [2089] | 1 | SUBROUTINE LWB & |
|---|
| 2 | &( KIDIA, KFDIA, KLON , KLEV , KMODE & |
|---|
| 3 | &, PDT0 , PTAVE, PTL & |
|---|
| 4 | &, PB , PBINT, PBSUR , PBTOP , PDBSL & |
|---|
| 5 | &, PGA , PGB , PGASUR, PGBSUR, PGATOP, PGBTOP & |
|---|
| 6 | &) |
|---|
| 7 | |
|---|
| 8 | !**** *LWB* - COMPUTES BLACK-BODY FUNCTIONS FOR LONGWAVE CALCULATIONS |
|---|
| 9 | |
|---|
| 10 | ! PURPOSE. |
|---|
| 11 | ! -------- |
|---|
| 12 | ! COMPUTES PLANCK FUNCTIONS |
|---|
| 13 | |
|---|
| 14 | !** INTERFACE. |
|---|
| 15 | ! ---------- |
|---|
| 16 | |
|---|
| 17 | ! EXPLICIT ARGUMENTS : |
|---|
| 18 | ! -------------------- |
|---|
| 19 | ! ==== INPUTS === |
|---|
| 20 | ! PDT0 : (KLON) ; SURFACE TEMPERATURE DISCONTINUITY |
|---|
| 21 | ! PTAVE : (KLON,KLEV) ; TEMPERATURE |
|---|
| 22 | ! PTL : (KLON,KLEV+1) ; HALF LEVEL TEMPERATURE |
|---|
| 23 | ! ==== OUTPUTS === |
|---|
| 24 | ! PB : (KLON,NSIL,KLEV+1); SPECTRAL HALF LEVEL PLANCK FUNCTION |
|---|
| 25 | ! PBINT : (KLON,KLEV+1) ; HALF LEVEL PLANCK FUNCTION |
|---|
| 26 | ! PBSUR : (KLON,NSIL) ; SURFACE SPECTRAL PLANCK FUNCTION |
|---|
| 27 | ! PBTOP : (KLON,NSIL) ; TOP SPECTRAL PLANCK FUNCTION |
|---|
| 28 | ! PDBSL : (KLON,NSIL,KLEV*2); SUB-LAYER PLANCK FUNCTION GRADIENT |
|---|
| 29 | ! PGA : (KLON,8,2,KLEV) ; dB/dT-weighted LAYER PADE APPROXIMANTS |
|---|
| 30 | ! PGB : (KLON,8,2,KLEV) ; dB/dT-weighted LAYER PADE APPROXIMANTS |
|---|
| 31 | ! PGASUR, PGBSUR (KLON,8,2) ; SURFACE PADE APPROXIMANTS |
|---|
| 32 | ! PGATOP, PGBTOP (KLON,8,2) ; T.O.A. PADE APPROXIMANTS |
|---|
| 33 | |
|---|
| 34 | ! IMPLICIT ARGUMENTS : NONE |
|---|
| 35 | ! -------------------- |
|---|
| 36 | |
|---|
| 37 | ! METHOD. |
|---|
| 38 | ! ------- |
|---|
| 39 | |
|---|
| 40 | ! 1. COMPUTES THE PLANCK FUNCTION ON ALL LEVELS AND HALF LEVELS |
|---|
| 41 | ! FROM A POLYNOMIAL DEVELOPMENT OF PLANCK FUNCTION |
|---|
| 42 | |
|---|
| 43 | ! EXTERNALS. |
|---|
| 44 | ! ---------- |
|---|
| 45 | |
|---|
| 46 | ! NONE |
|---|
| 47 | |
|---|
| 48 | ! REFERENCE. |
|---|
| 49 | ! ---------- |
|---|
| 50 | |
|---|
| 51 | ! SEE RADIATION'S PART OF THE MODEL'S DOCUMENTATION AND |
|---|
| 52 | ! ECMWF RESEARCH DEPARTMENT DOCUMENTATION OF THE IFS " |
|---|
| 53 | |
|---|
| 54 | ! AUTHOR. |
|---|
| 55 | ! ------- |
|---|
| 56 | ! JEAN-JACQUES MORCRETTE *ECMWF* |
|---|
| 57 | |
|---|
| 58 | ! MODIFICATIONS. |
|---|
| 59 | ! -------------- |
|---|
| 60 | ! ORIGINAL : 89-07-14 |
|---|
| 61 | ! MODIFIED : 99-06-14 D.SALMOND Optimisation |
|---|
| 62 | |
|---|
| 63 | !----------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 64 | |
|---|
| 65 | #include "tsmbkind.h" |
|---|
| 66 | |
|---|
| 67 | USE YOELW , ONLY : MXIXT ,NSIL ,NIPD ,PDGA ,& |
|---|
| 68 | &PDGB ,TINTP ,TSTAND ,TSTP ,XP |
|---|
| 69 | |
|---|
| 70 | |
|---|
| 71 | IMPLICIT NONE |
|---|
| 72 | |
|---|
| 73 | |
|---|
| 74 | ! DUMMY INTEGER SCALARS |
|---|
| 75 | INTEGER_M :: KFDIA |
|---|
| 76 | INTEGER_M :: KIDIA |
|---|
| 77 | INTEGER_M :: KLEV |
|---|
| 78 | INTEGER_M :: KLON |
|---|
| 79 | INTEGER_M :: KMODE |
|---|
| 80 | |
|---|
| 81 | |
|---|
| 82 | |
|---|
| 83 | !----------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 84 | |
|---|
| 85 | !* 0.1 ARGUMENTS |
|---|
| 86 | ! --------- |
|---|
| 87 | |
|---|
| 88 | REAL_B :: PDT0(KLON),PTAVE(KLON,KLEV),PTL(KLON,KLEV+1) |
|---|
| 89 | |
|---|
| 90 | REAL_B :: PB(KLON,NSIL,KLEV+1) , PBINT(KLON,KLEV+1)& |
|---|
| 91 | &, PBSUR(KLON,NSIL) , PBTOP(KLON,NSIL) & |
|---|
| 92 | &, PDBSL(KLON,NSIL,KLEV*2)& |
|---|
| 93 | &, PGA(KLON,NIPD,2,KLEV) , PGB(KLON,NIPD,2,KLEV)& |
|---|
| 94 | &, PGASUR(KLON,NIPD,2) , PGBSUR(KLON,NIPD,2)& |
|---|
| 95 | &, PGATOP(KLON,NIPD,2) , PGBTOP(KLON,NIPD,2) |
|---|
| 96 | |
|---|
| 97 | !------------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 98 | |
|---|
| 99 | !* 0.2 LOCAL ARRAYS |
|---|
| 100 | ! ------------ |
|---|
| 101 | INTEGER_M :: INDB(KLON) , INDS(KLON) |
|---|
| 102 | REAL_B :: ZBLAY(KLON,KLEV), ZBLEV(KLON,KLEV+1)& |
|---|
| 103 | &, ZRES(KLON) , ZRES2(KLON)& |
|---|
| 104 | &, ZTI(KLON) , ZTI2(KLON) |
|---|
| 105 | |
|---|
| 106 | ! LOCAL INTEGER SCALARS |
|---|
| 107 | INTEGER_M :: ILEV2, INDSU, INDT, INDTO, INDTP, INUE, INUS,& |
|---|
| 108 | &IXTOX, IXTX, JF, JG, JK, JK1, JK2, JL, JNU |
|---|
| 109 | |
|---|
| 110 | ! LOCAL REAL SCALARS |
|---|
| 111 | REAL_B :: ZDST1, ZDSTO1, ZDSTOX, ZDSTX |
|---|
| 112 | |
|---|
| 113 | |
|---|
| 114 | ! ------------------------------------------------------------------ |
|---|
| 115 | |
|---|
| 116 | |
|---|
| 117 | !* 1.0 PLANCK FUNCTIONS AND GRADIENTS |
|---|
| 118 | ! ------------------------------ |
|---|
| 119 | |
|---|
| 120 | ILEV2=2*KLEV |
|---|
| 121 | INUS=1 |
|---|
| 122 | INUE=NSIL |
|---|
| 123 | IF (KMODE == 2) THEN |
|---|
| 124 | INUS=3 |
|---|
| 125 | INUE=4 |
|---|
| 126 | ENDIF |
|---|
| 127 | |
|---|
| 128 | DO JK = 1 , KLEV+1 |
|---|
| 129 | DO JL = KIDIA,KFDIA |
|---|
| 130 | PBINT(JL,JK) = _ZERO_ |
|---|
| 131 | ENDDO |
|---|
| 132 | ENDDO |
|---|
| 133 | |
|---|
| 134 | DO JNU=1,NSIL |
|---|
| 135 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 136 | PBSUR(JL,JNU)=_ZERO_ |
|---|
| 137 | PBTOP(JL,JNU)=_ZERO_ |
|---|
| 138 | ENDDO |
|---|
| 139 | DO JK=1,KLEV |
|---|
| 140 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 141 | PB(JL,JNU,JK)=_ZERO_ |
|---|
| 142 | ENDDO |
|---|
| 143 | ENDDO |
|---|
| 144 | DO JK=1,ILEV2 |
|---|
| 145 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 146 | PDBSL(JL,JNU,JK)=_ZERO_ |
|---|
| 147 | ENDDO |
|---|
| 148 | ENDDO |
|---|
| 149 | ENDDO |
|---|
| 150 | |
|---|
| 151 | DO JNU=INUS,INUE |
|---|
| 152 | |
|---|
| 153 | |
|---|
| 154 | !* 1.1 LEVELS FROM SURFACE TO KLEV |
|---|
| 155 | ! ---------------------------- |
|---|
| 156 | |
|---|
| 157 | DO JK = 1 , KLEV |
|---|
| 158 | DO JL = KIDIA,KFDIA |
|---|
| 159 | ZTI(JL)=(PTL(JL,JK)-TSTAND)/TSTAND |
|---|
| 160 | ZRES(JL) = XP(1,JNU)+ZTI(JL)*(XP(2,JNU)+ZTI(JL)*(XP(3,JNU)& |
|---|
| 161 | &+ZTI(JL)*(XP(4,JNU)+ZTI(JL)*(XP(5,JNU)+ZTI(JL)*(XP(6,JNU)& |
|---|
| 162 | &))))) |
|---|
| 163 | PBINT(JL,JK)=PBINT(JL,JK)+ZRES(JL) |
|---|
| 164 | PB(JL,JNU,JK)= ZRES(JL) |
|---|
| 165 | ZBLEV(JL,JK) = ZRES(JL) |
|---|
| 166 | |
|---|
| 167 | ZTI2(JL)=(PTAVE(JL,JK)-TSTAND)/TSTAND |
|---|
| 168 | ZRES2(JL)=XP(1,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(2,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(3,JNU)& |
|---|
| 169 | &+ZTI2(JL)*(XP(4,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(5,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(6,& |
|---|
| 170 | &JNU)& |
|---|
| 171 | &))))) |
|---|
| 172 | ZBLAY(JL,JK) = ZRES2(JL) |
|---|
| 173 | ENDDO |
|---|
| 174 | ENDDO |
|---|
| 175 | |
|---|
| 176 | |
|---|
| 177 | !* 1.2 TOP OF THE ATMOSPHERE AND SURFACE |
|---|
| 178 | ! --------------------------------- |
|---|
| 179 | |
|---|
| 180 | DO JL = KIDIA,KFDIA |
|---|
| 181 | ZTI(JL)=(PTL(JL,KLEV+1)-TSTAND)/TSTAND |
|---|
| 182 | ZTI2(JL) = (PTL(JL,1) + PDT0(JL) - TSTAND) / TSTAND |
|---|
| 183 | ZRES(JL) = XP(1,JNU)+ZTI(JL)*(XP(2,JNU)+ZTI(JL)*(XP(3,JNU)& |
|---|
| 184 | &+ZTI(JL)*(XP(4,JNU)+ZTI(JL)*(XP(5,JNU)+ZTI(JL)*(XP(6,JNU)& |
|---|
| 185 | &))))) |
|---|
| 186 | ZRES2(JL) = XP(1,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(2,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(3,JNU)& |
|---|
| 187 | &+ZTI2(JL)*(XP(4,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(5,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(6,JNU)& |
|---|
| 188 | &))))) |
|---|
| 189 | PBINT(JL,KLEV+1) = PBINT(JL,KLEV+1)+ZRES(JL) |
|---|
| 190 | PB(JL,JNU,KLEV+1)= ZRES(JL) |
|---|
| 191 | ZBLEV(JL,KLEV+1) = ZRES(JL) |
|---|
| 192 | PBTOP(JL,JNU) = ZRES(JL) |
|---|
| 193 | PBSUR(JL,JNU) = ZRES2(JL) |
|---|
| 194 | ENDDO |
|---|
| 195 | |
|---|
| 196 | |
|---|
| 197 | !* 1.3 GRADIENTS IN SUB-LAYERS |
|---|
| 198 | ! ----------------------- |
|---|
| 199 | |
|---|
| 200 | DO JK = 1 , KLEV |
|---|
| 201 | JK2 = 2 * JK |
|---|
| 202 | JK1 = JK2 - 1 |
|---|
| 203 | DO JL = KIDIA,KFDIA |
|---|
| 204 | PDBSL(JL,JNU,JK1) = ZBLAY(JL,JK ) - ZBLEV(JL,JK) |
|---|
| 205 | PDBSL(JL,JNU,JK2) = ZBLEV(JL,JK+1) - ZBLAY(JL,JK) |
|---|
| 206 | ENDDO |
|---|
| 207 | ENDDO |
|---|
| 208 | |
|---|
| 209 | ENDDO |
|---|
| 210 | |
|---|
| 211 | !* 2.0 CHOOSE THE RELEVANT SETS OF PADE APPROXIMANTS |
|---|
| 212 | ! --------------------------------------------- |
|---|
| 213 | |
|---|
| 214 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 215 | ZDSTO1 = (PTL(JL,KLEV+1)-TINTP(1)) / TSTP |
|---|
| 216 | IXTOX = MAX( 1, MIN( INT(MXIXT), INT( ZDSTO1 + _ONE_ ) ) ) |
|---|
| 217 | ZDSTOX = (PTL(JL,KLEV+1)-TINTP(IXTOX))/TSTP |
|---|
| 218 | IF (ZDSTOX < _HALF_) THEN |
|---|
| 219 | INDTO=IXTOX |
|---|
| 220 | ELSE |
|---|
| 221 | INDTO=IXTOX+1 |
|---|
| 222 | ENDIF |
|---|
| 223 | INDB(JL)=INDTO |
|---|
| 224 | ZDST1 = (PTL(JL,1)-TINTP(1)) / TSTP |
|---|
| 225 | IXTX = MAX( 1, MIN( INT(MXIXT), INT( ZDST1 + _ONE_ ) ) ) |
|---|
| 226 | ZDSTX = (PTL(JL,1)-TINTP(IXTX))/TSTP |
|---|
| 227 | IF (ZDSTX < _HALF_) THEN |
|---|
| 228 | INDT=IXTX |
|---|
| 229 | ELSE |
|---|
| 230 | INDT=IXTX+1 |
|---|
| 231 | ENDIF |
|---|
| 232 | INDS(JL)=INDT |
|---|
| 233 | ENDDO |
|---|
| 234 | |
|---|
| 235 | DO JF=1,2 |
|---|
| 236 | DO JG=1,NIPD |
|---|
| 237 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 238 | INDSU=INDS(JL) |
|---|
| 239 | PGASUR(JL,JG,JF)=PDGA(INDSU,2*JG-1,JF) |
|---|
| 240 | PGBSUR(JL,JG,JF)=PDGB(INDSU,2*JG-1,JF) |
|---|
| 241 | INDTP=INDB(JL) |
|---|
| 242 | PGATOP(JL,JG,JF)=PDGA(INDTP,2*JG-1,JF) |
|---|
| 243 | PGBTOP(JL,JG,JF)=PDGB(INDTP,2*JG-1,JF) |
|---|
| 244 | ENDDO |
|---|
| 245 | ENDDO |
|---|
| 246 | ENDDO |
|---|
| 247 | |
|---|
| 248 | |
|---|
| 249 | DO JK=1,KLEV |
|---|
| 250 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 251 | ZDST1 = (PTAVE(JL,JK)-TINTP(1)) / TSTP |
|---|
| 252 | IXTX = MAX( 1, MIN( INT(MXIXT), INT( ZDST1 + _ONE_ ) ) ) |
|---|
| 253 | ZDSTX = (PTAVE(JL,JK)-TINTP(IXTX))/TSTP |
|---|
| 254 | IF (ZDSTX < _HALF_) THEN |
|---|
| 255 | INDT=IXTX |
|---|
| 256 | ELSE |
|---|
| 257 | INDT=IXTX+1 |
|---|
| 258 | ENDIF |
|---|
| 259 | INDB(JL)=INDT |
|---|
| 260 | ENDDO |
|---|
| 261 | |
|---|
| 262 | DO JF=1,2 |
|---|
| 263 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 264 | INDT=INDB(JL) |
|---|
| 265 | DO JG=1,NIPD |
|---|
| 266 | PGA(JL,JG,JF,JK)=PDGA(INDT,2*JG,JF) |
|---|
| 267 | PGB(JL,JG,JF,JK)=PDGB(INDT,2*JG,JF) |
|---|
| 268 | ENDDO |
|---|
| 269 | ENDDO |
|---|
| 270 | ENDDO |
|---|
| 271 | |
|---|
| 272 | |
|---|
| 273 | ENDDO |
|---|
| 274 | |
|---|
| 275 | ! ------------------------------------------------------------------ |
|---|
| 276 | |
|---|
| 277 | RETURN |
|---|
| 278 | END SUBROUTINE LWB |
|---|
