Changeset 4188 for dynamico_lmdz


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Dec 19, 2019, 10:51:29 PM (5 years ago)
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dubos
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simple_physics : cleanup

Location:
dynamico_lmdz/simple_physics/phyparam
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  • dynamico_lmdz/simple_physics/phyparam/param/phyparam.F

    r4184 r4188  
    1212      USE phys_const
    1313      USE planet
     14      USE vdif_mod, ONLY : vdif
    1415c
    1516      IMPLICIT NONE
     
    161162
    162163
    163       EXTERNAL vdif,convadj
     164      EXTERNAL convadj
    164165      EXTERNAL orbite,mucorr
    165166      EXTERNAL ismin,ismax
  • dynamico_lmdz/simple_physics/phyparam/physics/vdif_mod.F90

    r4187 r4188  
    33  SAVE
    44  PRIVATE
    5 
     5 
    66  REAL, PARAMETER :: karman=0.4
    7 
    8   PUBLIC :: vdif_cd, vdif_k
     7 
     8  PUBLIC :: vdif
    99 
    1010CONTAINS
    11 
     11 
    1212  SUBROUTINE vdif_cd( ngrid,pz0,pg,pz,pu,pv,pts,ph,pcdv,pcdh)
    1313    !=======================================================================
     
    9696    !-----------------------------------------------------------------------
    9797   
    98     RETURN
    9998  END SUBROUTINE vdif_cd
    10099 
     
    149148    ENDDO
    150149   
    151     RETURN
    152150  END SUBROUTINE vdif_k
     151
     152 
     153  SUBROUTINE multipl(n,x1,x2,y)
     154!=======================================================================
     155!   multiplication de deux vecteurs
     156!=======================================================================
     157    INTEGER n,i
     158    REAL x1(n),x2(n),y(n)
     159
     160    DO i=1,n
     161       y(i)=x1(i)*x2(i)
     162    END DO
     163  END SUBROUTINE multipl
     164
     165  SUBROUTINE vdif(ngrid,nlay,ptime, &
     166       ptimestep,pcapcal,pz0, &
     167       pplay,pplev,pzlay,pzlev, &
     168       pu,pv,ph,ptsrf,pemis, &
     169       pdufi,pdvfi,pdhfi,pfluxsrf, &
     170       pdudif,pdvdif,pdhdif,pdtsrf,pq2,pq2l, &
     171       lwrite)
     172    USE phys_const
     173   
     174!=======================================================================
     175!
     176!   Diffusion verticale
     177!   Shema implicite
     178!   On commence par rajouter au variables x la tendance physique
     179!   et on resoult en fait:
     180!      x(t+1) =  x(t) + dt * (dx/dt)phys(t)  +  dt * (dx/dt)difv(t+1)
     181!
     182!   arguments:
     183!   ----------
     184!
     185!   entree:
     186!   -------
     187!
     188!
     189!=======================================================================
     190
     191!
     192!   arguments:
     193!   ----------
     194
     195    INTEGER ngrid,nlay
     196    REAL ptime,ptimestep
     197    REAL pplay(ngrid,nlay),pplev(ngrid,nlay+1)
     198    REAL pzlay(ngrid,nlay),pzlev(ngrid,nlay+1)
     199    REAL pu(ngrid,nlay),pv(ngrid,nlay),ph(ngrid,nlay)
     200    REAL ptsrf(ngrid),pemis(ngrid)
     201    REAL pdufi(ngrid,nlay),pdvfi(ngrid,nlay),pdhfi(ngrid,nlay)
     202    REAL pfluxsrf(ngrid)
     203    REAL pdudif(ngrid,nlay),pdvdif(ngrid,nlay),pdhdif(ngrid,nlay)
     204    REAL pdtsrf(ngrid),pcapcal(ngrid),pz0(ngrid)
     205    REAL pq2(ngrid,nlay+1),pq2l(ngrid,nlay+1)
     206    LOGICAL lwrite
     207    !
     208    !   local:
     209    !   ------
     210   
     211    INTEGER ilev,ig,ilay,nlev
     212    INTEGER unit,ierr,it1,it2
     213    INTEGER cluvdb,putdat,putvdim,setname,setvdim
     214    REAL z4st,zdplanck(ngrid),zu2
     215    REAL zkv(ngrid,nlay+1),zkh(ngrid,nlay+1)
     216    REAL zcdv(ngrid),zcdh(ngrid)
     217    REAL zu(ngrid,nlay),zv(ngrid,nlay)
     218    REAL zh(ngrid,nlay)
     219    REAL ztsrf2(ngrid)
     220    REAL z1(ngrid),z2(ngrid)
     221    REAL za(ngrid,nlay),zb(ngrid,nlay)
     222    REAL zb0(ngrid,nlay)
     223    REAL zc(ngrid,nlay),zd(ngrid,nlay)
     224    REAL zcst1
     225   
     226    !
     227    !-----------------------------------------------------------------------
     228    !   initialisations:
     229    !   ----------------
     230   
     231    nlev=nlay+1
     232   
     233    !   computation of rho*dz and dt*rho/dz=dt*rho**2 g/dp:
     234    !   with rho=p/RT=p/ (R Theta) (p/ps)**kappa
     235    !   ---------------------------------
     236   
     237    DO ilay=1,nlay
     238       DO ig=1,ngrid
     239          za(ig,ilay) = (pplev(ig,ilay)-pplev(ig,ilay+1))/g
     240       ENDDO
     241    ENDDO
     242   
     243    zcst1=4.*g*ptimestep/(r*r)
     244    DO ilev=2,nlev-1
     245       DO ig=1,ngrid
     246          zb0(ig,ilev)=pplev(ig,ilev) &
     247               *(pplev(ig,1)/pplev(ig,ilev))**rcp &
     248               /(ph(ig,ilev-1)+ph(ig,ilev))
     249          zb0(ig,ilev)=zcst1*zb0(ig,ilev)*zb0(ig,ilev) &
     250               / (pplay(ig,ilev-1)-pplay(ig,ilev))
     251       ENDDO
     252    ENDDO
     253    DO ig=1,ngrid
     254       zb0(ig,1)=ptimestep*pplev(ig,1)/(r*ptsrf(ig))
     255    ENDDO
     256    IF(lwrite) THEN
     257       ig=ngrid/2+1
     258       PRINT*,'Pression (mbar) ,altitude (km),u,v,theta, rho dz'
     259       DO ilay=1,nlay
     260          WRITE(*,*) .01*pplay(ig,ilay),.001*pzlay(ig,ilay), &
     261               pu(ig,ilay),pv(ig,ilay),ph(ig,ilay),za(ig,ilay)
     262       ENDDO
     263       PRINT*,'Pression (mbar) ,altitude (km),zb'
     264       DO ilev=1,nlay
     265          WRITE(*,*) .01*pplev(ig,ilev),.001*pzlev(ig,ilev), &
     266               zb0(ig,ilev)
     267       ENDDO
     268    ENDIF
     269   
     270    !-----------------------------------------------------------------------
     271    !   2. ajout des tendances physiques:
     272    !   ------------------------------
     273   
     274    DO ilev=1,nlay
     275       DO ig=1,ngrid
     276          zu(ig,ilev)=pu(ig,ilev)+pdufi(ig,ilev)*ptimestep
     277          zv(ig,ilev)=pv(ig,ilev)+pdvfi(ig,ilev)*ptimestep
     278          zh(ig,ilev)=ph(ig,ilev)+pdhfi(ig,ilev)*ptimestep
     279       ENDDO
     280    ENDDO
     281   
     282    !-----------------------------------------------------------------------
     283    !   3. calcul de  cd :
     284    !   ----------------
     285    !
     286    CALL vdif_cd( ngrid,pz0,g,pzlay,pu,pv,ptsrf,ph,zcdv,zcdh)
     287    CALL vdif_k(ngrid,nlay,ptimestep,g,pzlev,pzlay,pz0,pu,pv,ph,zcdv,zkv,zkh)
     288   
     289    DO ig=1,ngrid
     290       zu2=pu(ig,1)*pu(ig,1)+pv(ig,1)*pv(ig,1)
     291       zcdv(ig)=zcdv(ig)*sqrt(zu2)
     292       zcdh(ig)=zcdh(ig)*sqrt(zu2)
     293    ENDDO
     294   
     295    IF(lwrite) THEN
     296       PRINT*
     297       PRINT*,'Diagnostique diffusion verticale'
     298       PRINT*,'coefficients Cd pour v et h'
     299       PRINT*,zcdv(ngrid/2+1),zcdh(ngrid/2+1)
     300       PRINT*,'coefficients K pour v et h'
     301       DO ilev=1,nlay
     302          PRINT*,zkv(ngrid/2+1,ilev),zkh(ngrid/2+1,ilev)
     303       ENDDO
     304    ENDIF
     305   
     306    !-----------------------------------------------------------------------
     307    !   integration verticale pour u:
     308    !   -----------------------------
     309   
     310    CALL multipl((nlay-1)*ngrid,zkv(1,2),zb0(1,2),zb(1,2))
     311    CALL multipl(ngrid,zcdv,zb0,zb)
     312    DO ig=1,ngrid
     313       z1(ig)=1./(za(ig,nlay)+zb(ig,nlay))
     314       zc(ig,nlay)=za(ig,nlay)*zu(ig,nlay)*z1(ig)
     315       zd(ig,nlay)=zb(ig,nlay)*z1(ig)
     316    ENDDO
     317   
     318    DO ilay=nlay-1,1,-1
     319       DO ig=1,ngrid
     320          z1(ig) = 1./(za(ig,ilay)+zb(ig,ilay) &
     321               + zb(ig,ilay+1)*(1.-zd(ig,ilay+1)))
     322          zc(ig,ilay) = (za(ig,ilay)*zu(ig,ilay) &
     323               + zb(ig,ilay+1)*zc(ig,ilay+1))*z1(ig)
     324          zd(ig,ilay) = zb(ig,ilay)*z1(ig)
     325       ENDDO
     326    ENDDO
     327   
     328    DO ig=1,ngrid
     329       zu(ig,1)=zc(ig,1)
     330    ENDDO
     331    DO ilay=2,nlay
     332       DO ig=1,ngrid
     333          zu(ig,ilay)=zc(ig,ilay)+zd(ig,ilay)*zu(ig,ilay-1)
     334       ENDDO
     335    ENDDO
     336   
     337    !-----------------------------------------------------------------------
     338    !   integration verticale pour v:
     339    !   -----------------------------
     340    !
     341    DO ig=1,ngrid
     342       z1(ig)=1./(za(ig,nlay)+zb(ig,nlay))
     343       zc(ig,nlay)=za(ig,nlay)*zv(ig,nlay)*z1(ig)
     344       zd(ig,nlay)=zb(ig,nlay)*z1(ig)
     345    ENDDO
     346   
     347    DO ilay=nlay-1,1,-1
     348       DO ig=1,ngrid
     349          z1(ig)=1./(za(ig,ilay)+zb(ig,ilay) &
     350               + zb(ig,ilay+1)*(1.-zd(ig,ilay+1)))
     351          zc(ig,ilay)=(za(ig,ilay)*zv(ig,ilay) &
     352               + zb(ig,ilay+1)*zc(ig,ilay+1))*z1(ig)
     353          zd(ig,ilay)=zb(ig,ilay)*z1(ig)
     354       ENDDO
     355    ENDDO
     356   
     357    DO ig=1,ngrid
     358       zv(ig,1)=zc(ig,1)
     359    ENDDO
     360    DO ilay=2,nlay
     361       DO ig=1,ngrid
     362          zv(ig,ilay)=zc(ig,ilay)+zd(ig,ilay)*zv(ig,ilay-1)
     363       ENDDO
     364    ENDDO
     365   
     366    !-----------------------------------------------------------------------
     367    !   integration verticale pour h:
     368    !   -----------------------------
     369    !
     370    CALL multipl((nlay-1)*ngrid,zkh(1,2),zb0(1,2),zb(1,2))
     371    CALL multipl(ngrid,zcdh,zb0,zb)
     372    DO ig=1,ngrid
     373       z1(ig)=1./(za(ig,nlay)+zb(ig,nlay))
     374       zc(ig,nlay)=za(ig,nlay)*zh(ig,nlay)*z1(ig)
     375       zd(ig,nlay)=zb(ig,nlay)*z1(ig)
     376    ENDDO
     377   
     378    DO ilay=nlay-1,1,-1
     379       DO ig=1,ngrid
     380          z1(ig)=1./(za(ig,ilay)+zb(ig,ilay) &
     381               + zb(ig,ilay+1)*(1.-zd(ig,ilay+1)))
     382          zc(ig,ilay)=(za(ig,ilay)*zh(ig,ilay) &
     383               + zb(ig,ilay+1)*zc(ig,ilay+1))*z1(ig)
     384          zd(ig,ilay)=zb(ig,ilay)*z1(ig)
     385       ENDDO
     386    ENDDO
     387   
     388    !-----------------------------------------------------------------------
     389    !   rajout eventuel de planck dans le shema implicite:
     390    !   --------------------------------------------------
     391   
     392    z4st=4.*5.67e-8*ptimestep
     393    DO ig=1,ngrid
     394       zdplanck(ig)=z4st*pemis(ig)*ptsrf(ig)*ptsrf(ig)*ptsrf(ig)
     395    ENDDO
     396   
     397    !-----------------------------------------------------------------------
     398    !   calcul le l'evolution de la temperature du sol:
     399    !   -----------------------------------------------
     400   
     401    DO ig=1,ngrid
     402       z1(ig) = pcapcal(ig)*ptsrf(ig)+cpp*zb(ig,1)*zc(ig,1) &
     403            + zdplanck(ig)*ptsrf(ig)+ pfluxsrf(ig)*ptimestep
     404       z2(ig) = pcapcal(ig)+cpp*zb(ig,1)*(1.-zd(ig,1))+zdplanck(ig)
     405       ztsrf2(ig) = z1(ig)/z2(ig)
     406       zh(ig,1) = zc(ig,1)+zd(ig,1)*ztsrf2(ig)
     407       pdtsrf(ig) = (ztsrf2(ig)-ptsrf(ig))/ptimestep
     408    ENDDO
     409   
     410    !-----------------------------------------------------------------------
     411    !   integration verticale finale:
     412    !   -----------------------------
     413   
     414    DO ilay=2,nlay
     415       DO ig=1,ngrid
     416          zh(ig,ilay)=zc(ig,ilay)+zd(ig,ilay)*zh(ig,ilay-1)
     417       ENDDO
     418    ENDDO
     419   
     420    !-----------------------------------------------------------------------
     421    !   calcul final des tendances de la diffusion verticale:
     422    !   -----------------------------------------------------
     423   
     424    DO ilev = 1, nlay
     425       DO ig=1,ngrid
     426          pdudif(ig,ilev) = ( zu(ig,ilev) &
     427               - (pu(ig,ilev)+pdufi(ig,ilev)*ptimestep) )/ptimestep
     428          pdvdif(ig,ilev) = ( zv(ig,ilev) &
     429               - (pv(ig,ilev)+pdvfi(ig,ilev)*ptimestep) )/ptimestep
     430          pdhdif(ig,ilev) = ( zh(ig,ilev) &
     431               - (ph(ig,ilev)+pdhfi(ig,ilev)*ptimestep) )/ptimestep
     432       ENDDO
     433    ENDDO
     434   
     435    IF(lwrite) THEN
     436       PRINT*
     437       PRINT*,'Diagnostique de la diffusion verticale'
     438       PRINT*,'h avant et apres diffusion verticale'
     439       PRINT*,ptsrf(ngrid/2+1),ztsrf2(ngrid/2+1)
     440       DO  ilev=1,nlay
     441          PRINT*,ph(ngrid/2+1,ilev),zh(ngrid/2+1,ilev)
     442       ENDDO
     443    END IF
     444
     445  END SUBROUTINE vdif
    153446 
    154447END MODULE vdif_mod
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.