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fisrtilp.F @ 4067

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Line
1	SUBROUTINE fisrtilp(dtime,paprs,pplay,t,q,
2	s d_t, d_q, d_ql, rneb, radliq, rain, snow)
3	c
4	IMPLICIT none
5	c======================================================================
6	c Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS)
7	c Date: le 20 mars 1995
8	c Objet: condensation et precipitation stratiforme.
9	c schema de nuage
10	c======================================================================
11	c======================================================================
12	#include "dimensions.h"
13	#include "dimphy.h"
14	#include "YOMCST.h"
15	c
16	c Arguments:
17	c
18	REAL dtime ! intervalle du temps (s)
19	REAL paprs(klon,klev+1) ! pression a inter-couche
20	REAL pplay(klon,klev) ! pression au milieu de couche
21	REAL t(klon,klev) ! temperature (K)
22	REAL q(klon,klev) ! humidite specifique (kg/kg)
23	REAL d_t(klon,klev) ! incrementation de la temperature (K)
24	REAL d_q(klon,klev) ! incrementation de la vapeur d'eau
25	REAL d_ql(klon,klev) ! incrementation de l'eau liquide
26	REAL rneb(klon,klev) ! fraction nuageuse
27	REAL radliq(klon,klev) ! eau liquide utilisee dans rayonnements
28	REAL rain(klon) ! pluies (mm/s)
29	REAL snow(klon) ! neige (mm/s)
30	c
31	c Options du programme:
32	c
33	REAL seuil_neb ! un nuage existe vraiment au-dela
34	PARAMETER (seuil_neb=0.001)
35	REAL ct ! inverse du temps pour qu'un nuage precipite
36	PARAMETER (ct=1./1800.)
37	REAL cl ! seuil de precipitation
38	PARAMETER (cl=2.0e-4)
39	INTEGER ninter ! sous-intervals pour la precipitation
40	PARAMETER (ninter=5)
41	LOGICAL evap_prec ! evaporation de la pluie
42	PARAMETER (evap_prec=.TRUE.)
43	REAL coef_eva
44	PARAMETER (coef_eva=2.0E-05)
45	LOGICAL calcrat ! calculer ratqs au lieu de fixer sa valeur
46	REAL ratqs ! determine la largeur de distribution de vapeur
47	PARAMETER (calcrat=.TRUE.)
48	REAL zx_min, rat_max
49	PARAMETER (zx_min=1.0, rat_max=0.01)
50	REAL zx_max, rat_min
51	PARAMETER (zx_max=0.1, rat_min=0.3)
52	REAL zx
53	c
54	LOGICAL cpartiel ! condensation partielle
55	PARAMETER (cpartiel=.TRUE.)
56	REAL t_coup
57	PARAMETER (t_coup=234.0)
58	c
59	c Variables locales:
60	c
61	INTEGER i, k, n
62	REAL zqs(klon), zdqs(klon), zdelta, zcor, zcvm5
63	REAL zrfl(klon), zrfln(klon), zqev, zqevt
64	REAL zoliq(klon), zcond(klon), zq(klon), zqn(klon), zdelq
65	REAL ztglace, zt(klon)
66	INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau
67	REAL zdz(klon),zrho(klon),ztot(klon), zrhol(klon)
68	REAL zchau(klon),zfroi(klon),zfice(klon),zneb(klon)
69	c
70	LOGICAL appel1er
71	SAVE appel1er
72	c
73	c Fonctions en ligne:
74	c
75	REAL fallv ! vitesse de chute pour crystaux de glace
76	REAL zzz
77	#include "YOETHF.h"
78	#include "FCTTRE.h"
79	CCC fallv (zzz) = 3.29/3.0 * ((zzz)**0.
80	fallv (zzz) = 3.29 * ((zzz)**0.16)
81	c
82	DATA appel1er /.TRUE./
83	c
84	IF (appel1er) THEN
85	PRINT*, 'fisrtilp, calcrat:', calcrat
86	PRINT*, 'fisrtilp, ninter:', ninter
87	PRINT*, 'fisrtilp, evap_prec:', evap_prec
88	PRINT*, 'fisrtilp, cpartiel:', cpartiel
89	IF (ABS(dtime/FLOAT(ninter)-360.0).GT.0.001) THEN
90	PRINT*, 'fisrtilp: Ce n est pas prevu, voir Z.X.Li', dtime
91	PRINT*, 'Je prefere un sous-intervalle de 6 minutes'
92	CALL abort
93	ENDIF
94	appel1er = .FALSE.
95	ENDIF
96	c
97	c Determiner les nuages froids par leur temperature
98	c
99	ztglace = RTT - 15.0
100	nexpo = 6
101	ccc nexpo = 1
102	c
103	c Initialiser les sorties:
104	c
105	DO k = 1, klev
106	DO i = 1, klon
107	d_t(i,k) = 0.0
108	d_q(i,k) = 0.0
109	d_ql(i,k) = 0.0
110	rneb(i,k) = 0.0
111	radliq(i,k) = 0.0
112	ENDDO
113	ENDDO
114	DO i = 1, klon
115	rain(i) = 0.0
116	snow(i) = 0.0
117	ENDDO
118	c
119	c Initialiser le flux de precipitation a zero
120	c
121	DO i = 1, klon
122	zrfl(i) = 0.0
123	zneb(i) = seuil_neb
124	ENDDO
125	c
126	c Boucle verticale (du haut vers le bas)
127	c
128	DO 9999 k = klev, 1, -1
129	c
130	DO i = 1, klon
131	zt(i)=t(i,k)
132	zq(i)=q(i,k)
133	ENDDO
134	c
135	c Calculer l'evaporation de la precipitation
136	c
137	IF (evap_prec) THEN
138	DO i = 1, klon
139	IF (zrfl(i) .GT.0.) THEN
140	IF (thermcep) THEN
141	zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-zt(i)))
142	zqs(i)= R2ES*FOEEW(zt(i),zdelta)/pplay(i,k)
143	zqs(i)=MIN(0.5,zqs(i))
144	zcor=1./(1.-RETV*zqs(i))
145	zqs(i)=zqs(i)*zcor
146	ELSE
147	IF (zt(i) .LT. t_coup) THEN
148	zqs(i) = qsats(zt(i)) / pplay(i,k)
149	ELSE
150	zqs(i) = qsatl(zt(i)) / pplay(i,k)
151	ENDIF
152	ENDIF
153	zqev = MAX (0.0, (zqs(i)-zq(i))*zneb(i) )
154	zqevt = coef_eva * (1.0-zq(i)/zqs(i)) * SQRT(zrfl(i))
155	. * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/pplay(i,k)zt(i)RD/RG
156	zqevt = MAX(0.0,MIN(zqevt,zrfl(i)))
157	. * RG*dtime/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))
158	zqev = MIN (zqev, zqevt)
159	zrfln(i) = zrfl(i) - zqev*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))
160	. /RG/dtime
161	zq(i) = zq(i) - (zrfln(i)-zrfl(i))
162	. * (RG/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)))*dtime
163	zt(i) = zt(i) + (zrfln(i)-zrfl(i))
164	. * (RG/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)))*dtime
165	. * RLVTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i))
166	zrfl(i) = zrfln(i)
167	ENDIF
168	ENDDO
169	ENDIF
170	c
171	c Calculer Qs et L/Cp*dQs/dT:
172	c
173	IF (thermcep) THEN
174	DO i = 1, klon
175	zdelta = MAX(0.,SIGN(1.,RTT-zt(i)))
176	zcvm5 = R5LESRLVTT(1.-zdelta) + R5IESRLSTTzdelta
177	zcvm5 = zcvm5 /RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i))
178	zqs(i) = R2ES*FOEEW(zt(i),zdelta)/pplay(i,k)
179	zqs(i) = MIN(0.5,zqs(i))
180	zcor = 1./(1.-RETV*zqs(i))
181	zqs(i) = zqs(i)*zcor
182	zdqs(i) = FOEDE(zt(i),zdelta,zcvm5,zqs(i),zcor)
183	ENDDO
184	ELSE
185	DO i = 1, klon
186	IF (zt(i).LT.t_coup) THEN
187	zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i,k)
188	zdqs(i) = dqsats(zt(i),zqs(i))
189	ELSE
190	zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i,k)
191	zdqs(i) = dqsatl(zt(i),zqs(i))
192	ENDIF
193	ENDDO
194	ENDIF
195	c
196	c Determiner la condensation partielle et calculer la quantite
197	c de l'eau condensee:
198	c
199	IF (cpartiel) THEN
200	DO i = 1, klon
201	c
202	zx = pplay(i,k)/paprs(i,1)
203	zx = (zx_max-zx)/(zx_max-zx_min)
204	zx = MIN(MAX(zx,0.0),1.0)
205	zx = zx * zx * zx
206	ratqs = zx * (rat_max-rat_min) + rat_min
207	IF (.NOT.calcrat) ratqs=0.2
208	c
209	zdelq = ratqs * zq(i)
210	rneb(i,k) = (zq(i)+zdelq-zqs(i)) / (2.0*zdelq)
211	zqn(i) = (zq(i)+zdelq+zqs(i))/2.0
212	IF (rneb(i,k) .LE. 0.0) zqn(i) = 0.0
213	IF (rneb(i,k) .GE. 1.0) zqn(i) = zq(i)
214	rneb(i,k) = MAX(0.0,MIN(1.0,rneb(i,k)))
215	zcond(i) = MAX(0.0,zqn(i)-zqs(i))*rneb(i,k)/(1.+zdqs(i))
216	ENDDO
217	ELSE
218	DO i = 1, klon
219	IF (zq(i).GT.zqs(i)) THEN
220	rneb(i,k) = 1.0
221	ELSE
222	rneb(i,k) = 0.0
223	ENDIF
224	zcond(i) = MAX(0.0,zq(i)-zqs(i))/(1.+zdqs(i))
225	ENDDO
226	ENDIF
227	c
228	DO i = 1, klon
229	zq(i) = zq(i) - zcond(i)
230	zt(i) = zt(i) + zcond(i) * RLVTT/RCPD
231	ENDDO
232	c
233	c Partager l'eau condensee en precipitation et eau liquide nuageuse
234	c
235	DO i = 1, klon
236	IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN
237	zoliq(i) = zcond(i)
238	zrho(i) = pplay(i,k) / zt(i) / RD
239	zdz(i) = (paprs(i,k)-paprs(i,k+1)) / (zrho(i)*RG)
240	zfice(i) = 1.0 - (zt(i)-ztglace) / (273.13-ztglace)
241	zfice(i) = MIN(MAX(zfice(i),0.0),1.0)
242	zfice(i) = zfice(i)**nexpo
243	zneb(i) = MAX(rneb(i,k), seuil_neb)
244	radliq(i,k) = zoliq(i)/FLOAT(ninter+1)
245	ENDIF
246	ENDDO
247	c
248	DO n = 1, ninter
249	DO i = 1, klon
250	IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN
251	zchau(i) = ctdtime/FLOAT(ninter) zoliq(i)
252	. * (1.0-EXP(-(zoliq(i)/zneb(i)/cl)*2)) (1.-zfice(i))
253	zrhol(i) = zrho(i) * zoliq(i) / zneb(i)
254	zfroi(i) = dtime/FLOAT(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)
255	. fallv(zrhol(i)) zfice(i)
256	ztot(i) = zchau(i) + zfroi(i)
257	IF (zneb(i).EQ.seuil_neb) ztot(i) = 0.0
258	ztot(i) = MIN(MAX(ztot(i),0.0),zoliq(i))
259	zoliq(i) = MAX(zoliq(i)-ztot(i), 0.0)
260	radliq(i,k) = radliq(i,k) + zoliq(i)/FLOAT(ninter+1)
261	ENDIF
262	ENDDO
263	ENDDO
264	c
265	DO i = 1, klon
266	IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN
267	d_ql(i,k) = zoliq(i)
268	zrfl(i) = zrfl(i)+ MAX(zcond(i)-zoliq(i),0.0)
269	. * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/(RG*dtime)
270	ENDIF
271	ENDDO
272	c
273	c Calculer les tendances de q et de t:
274	c
275	DO i = 1, klon
276	d_q(i,k) = zq(i) - q(i,k)
277	d_t(i,k) = zt(i) - t(i,k)
278	ENDDO
279	c
280	9999 CONTINUE
281	c
282	c Pluie ou neige au sol selon la temperature de la 1ere couche
283	c
284	DO i = 1, klon
285	IF ((t(i,1)+d_t(i,1)) .LT. RTT) THEN
286	snow(i) = zrfl(i)
287	ELSE
288	rain(i) = zrfl(i)
289	ENDIF
290	ENDDO
291	c
292	RETURN
293	END

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