| 1 | SUBROUTINE nuage (paprs, pplay, |
|---|
| 2 | . t, pqlwp, pclc, pcltau, pclemi, |
|---|
| 3 | . pch, pcl, pcm, pct, pctlwp) |
|---|
| 4 | IMPLICIT none |
|---|
| 5 | c====================================================================== |
|---|
| 6 | c Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930910 |
|---|
| 7 | c Objet: Calculer epaisseur optique et emmissivite des nuages |
|---|
| 8 | c====================================================================== |
|---|
| 9 | c Arguments: |
|---|
| 10 | c t-------input-R-temperature |
|---|
| 11 | c pqlwp---input-R-eau liquide nuageuse dans l'atmosphere (kg/kg) |
|---|
| 12 | c pclc----input-R-couverture nuageuse pour le rayonnement (0 a 1) |
|---|
| 13 | c |
|---|
| 14 | c pcltau--output-R-epaisseur optique des nuages |
|---|
| 15 | c pclemi--output-R-emissivite des nuages (0 a 1) |
|---|
| 16 | c====================================================================== |
|---|
| 17 | C |
|---|
| 18 | #include "YOMCST.h" |
|---|
| 19 | c |
|---|
| 20 | #include "dimensions.h" |
|---|
| 21 | #include "dimphy.h" |
|---|
| 22 | REAL paprs(klon,klev+1), pplay(klon,klev) |
|---|
| 23 | REAL t(klon,klev) |
|---|
| 24 | c |
|---|
| 25 | REAL pclc(klon,klev) |
|---|
| 26 | REAL pqlwp(klon,klev) |
|---|
| 27 | REAL pcltau(klon,klev), pclemi(klon,klev) |
|---|
| 28 | c |
|---|
| 29 | REAL pct(klon), pctlwp(klon), pch(klon), pcl(klon), pcm(klon) |
|---|
| 30 | c |
|---|
| 31 | LOGICAL lo |
|---|
| 32 | c |
|---|
| 33 | REAL cetahb, cetamb |
|---|
| 34 | PARAMETER (cetahb = 0.45, cetamb = 0.80) |
|---|
| 35 | C |
|---|
| 36 | INTEGER i, k |
|---|
| 37 | REAL zflwp, zradef, zfice, zmsac |
|---|
| 38 | c |
|---|
| 39 | REAL radius, rad_froid, rad_chaud |
|---|
| 40 | PARAMETER (rad_chaud=10.0, rad_froid=30.0) |
|---|
| 41 | REAL coef, coef_froi, coef_chau |
|---|
| 42 | PARAMETER (coef_chau=0.13, coef_froi=0.09) |
|---|
| 43 | REAL seuil_neb, t_glace |
|---|
| 44 | PARAMETER (seuil_neb=0.001, t_glace=273.0-15.0) |
|---|
| 45 | INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau |
|---|
| 46 | PARAMETER (nexpo=6) |
|---|
| 47 | ccc PARAMETER (nexpo=1) |
|---|
| 48 | c |
|---|
| 49 | c Calculer l'epaisseur optique et l'emmissivite des nuages |
|---|
| 50 | c |
|---|
| 51 | DO k = 1, klev |
|---|
| 52 | DO i = 1, klon |
|---|
| 53 | pclc(i,k) = MAX(pclc(i,k), seuil_neb) |
|---|
| 54 | zflwp = 1000.*pqlwp(i,k)/RG/pclc(i,k) |
|---|
| 55 | . *(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)) |
|---|
| 56 | zfice = 1.0 - (t(i,k)-t_glace) / (273.13-t_glace) |
|---|
| 57 | zfice = MIN(MAX(zfice,0.0),1.0) |
|---|
| 58 | zfice = zfice**nexpo |
|---|
| 59 | radius = rad_chaud * (1.-zfice) + rad_froid * zfice |
|---|
| 60 | coef = coef_chau * (1.-zfice) + coef_froi * zfice |
|---|
| 61 | pcltau(i,k) = 3.0/2.0 * zflwp / radius |
|---|
| 62 | pclemi(i,k) = 1.0 - EXP( - coef * zflwp) |
|---|
| 63 | lo = (pclc(i,k) .LE. seuil_neb) |
|---|
| 64 | IF (lo) pclc(i,k) = 0.0 |
|---|
| 65 | IF (lo) pcltau(i,k) = 0.0 |
|---|
| 66 | IF (lo) pclemi(i,k) = 0.0 |
|---|
| 67 | ENDDO |
|---|
| 68 | ENDDO |
|---|
| 69 | ccc DO k = 1, klev |
|---|
| 70 | ccc DO i = 1, klon |
|---|
| 71 | ccc t(i,k) = t(i,k) |
|---|
| 72 | ccc pclc(i,k) = MAX( 1.e-5 , pclc(i,k) ) |
|---|
| 73 | ccc lo = pclc(i,k) .GT. (2.*1.e-5) |
|---|
| 74 | ccc zflwp = pqlwp(i,k)*1000.*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)) |
|---|
| 75 | ccc . /(rg*pclc(i,k)) |
|---|
| 76 | ccc zradef = 10.0 + (1.-sigs(k))*45.0 |
|---|
| 77 | ccc pcltau(i,k) = 1.5 * zflwp / zradef |
|---|
| 78 | ccc zfice=1.0-MIN(MAX((t(i,k)-263.)/(273.-263.),0.0),1.0) |
|---|
| 79 | ccc zmsac = 0.13*(1.0-zfice) + 0.08*zfice |
|---|
| 80 | ccc pclemi(i,k) = 1.-EXP(-zmsac*zflwp) |
|---|
| 81 | ccc if (.NOT.lo) pclc(i,k) = 0.0 |
|---|
| 82 | ccc if (.NOT.lo) pcltau(i,k) = 0.0 |
|---|
| 83 | ccc if (.NOT.lo) pclemi(i,k) = 0.0 |
|---|
| 84 | ccc ENDDO |
|---|
| 85 | ccc ENDDO |
|---|
| 86 | cccccc print*, 'pas de nuage dans le rayonnement' |
|---|
| 87 | cccccc DO k = 1, klev |
|---|
| 88 | cccccc DO i = 1, klon |
|---|
| 89 | cccccc pclc(i,k) = 0.0 |
|---|
| 90 | cccccc pcltau(i,k) = 0.0 |
|---|
| 91 | cccccc pclemi(i,k) = 0.0 |
|---|
| 92 | cccccc ENDDO |
|---|
| 93 | cccccc ENDDO |
|---|
| 94 | C |
|---|
| 95 | C COMPUTE CLOUD LIQUID PATH AND TOTAL CLOUDINESS |
|---|
| 96 | C |
|---|
| 97 | DO i = 1, klon |
|---|
| 98 | pct(i)=1.0 |
|---|
| 99 | pch(i)=1.0 |
|---|
| 100 | pcm(i) = 1.0 |
|---|
| 101 | pcl(i) = 1.0 |
|---|
| 102 | pctlwp(i) = 0.0 |
|---|
| 103 | ENDDO |
|---|
| 104 | C |
|---|
| 105 | DO k = klev, 1, -1 |
|---|
| 106 | DO i = 1, klon |
|---|
| 107 | pctlwp(i) = pctlwp(i) |
|---|
| 108 | . + pqlwp(i,k)*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG |
|---|
| 109 | pct(i) = pct(i)*(1.0-pclc(i,k)) |
|---|
| 110 | if (pplay(i,k).LE.cetahb*paprs(i,1)) |
|---|
| 111 | . pch(i) = pch(i)*(1.0-pclc(i,k)) |
|---|
| 112 | if (pplay(i,k).GT.cetahb*paprs(i,1) .AND. |
|---|
| 113 | . pplay(i,k).LE.cetamb*paprs(i,1)) |
|---|
| 114 | . pcm(i) = pcm(i)*(1.0-pclc(i,k)) |
|---|
| 115 | if (pplay(i,k).GT.cetamb*paprs(i,1)) |
|---|
| 116 | . pcl(i) = pcl(i)*(1.0-pclc(i,k)) |
|---|
| 117 | ENDDO |
|---|
| 118 | ENDDO |
|---|
| 119 | C |
|---|
| 120 | DO i = 1, klon |
|---|
| 121 | pct(i)=1.-pct(i) |
|---|
| 122 | pch(i)=1.-pch(i) |
|---|
| 123 | pcm(i)=1.-pcm(i) |
|---|
| 124 | pcl(i)=1.-pcl(i) |
|---|
| 125 | ENDDO |
|---|
| 126 | C |
|---|
| 127 | RETURN |
|---|
| 128 | END |
|---|
| 129 | SUBROUTINE diagcld(paprs,pplay,t,q,rain,snow,kbot,ktop, |
|---|
| 130 | . diafra,dialiq) |
|---|
| 131 | IMPLICIT none |
|---|
| 132 | c |
|---|
| 133 | c Laurent Li (LMD/CNRS), le 12 octobre 1998 |
|---|
| 134 | c (adaptation du code ECMWF) |
|---|
| 135 | c |
|---|
| 136 | c Dans certains cas, le schema pronostique des nuages n'est |
|---|
| 137 | c pas suffisament performant. On a donc besoin de diagnostiquer |
|---|
| 138 | c ces nuages. Je dois avouer que c'est une frustration. |
|---|
| 139 | c |
|---|
| 140 | #include "dimensions.h" |
|---|
| 141 | #include "dimphy.h" |
|---|
| 142 | #include "YOMCST.h" |
|---|
| 143 | c |
|---|
| 144 | c Arguments d'entree: |
|---|
| 145 | REAL paprs(klon,klev+1) ! pression (Pa) a inter-couche |
|---|
| 146 | REAL pplay(klon,klev) ! pression (Pa) au milieu de couche |
|---|
| 147 | REAL t(klon,klev) ! temperature (K) |
|---|
| 148 | REAL q(klon,klev) ! humidite specifique (Kg/Kg) |
|---|
| 149 | REAL rain(klon) ! pluie convective (kg/m2/s) |
|---|
| 150 | REAL snow(klon) ! neige convective (kg/m2/s) |
|---|
| 151 | INTEGER ktop(klon) ! sommet de la convection |
|---|
| 152 | INTEGER kbot(klon) ! bas de la convection |
|---|
| 153 | c |
|---|
| 154 | c Arguments de sortie: |
|---|
| 155 | REAL diafra(klon,klev) ! fraction nuageuse diagnostiquee |
|---|
| 156 | REAL dialiq(klon,klev) ! eau liquide nuageuse |
|---|
| 157 | c |
|---|
| 158 | c Options a choisir: |
|---|
| 159 | LOGICAL ok_conv ! prendre en compte les nuages convectifs |
|---|
| 160 | PARAMETER (ok_conv=.TRUE.) |
|---|
| 161 | LOGICAL ok_inve ! prendre en compte les nuages d'inversion |
|---|
| 162 | CCC PARAMETER (ok_inve=.TRUE.) |
|---|
| 163 | PARAMETER (ok_inve=.FALSE.) |
|---|
| 164 | c |
|---|
| 165 | c Constantes ajustables: |
|---|
| 166 | REAL CANVA, CANVB, CANVH |
|---|
| 167 | PARAMETER (CANVA=2.0, CANVB=0.3, CANVH=0.4) |
|---|
| 168 | REAL CCA, CCB, CCC |
|---|
| 169 | PARAMETER (CCA=0.125, CCB=1.5, CCC=0.8) |
|---|
| 170 | REAL CCFCT, CCSCAL |
|---|
| 171 | PARAMETER (CCFCT=0.400) |
|---|
| 172 | PARAMETER (CCSCAL=1.0E+11) |
|---|
| 173 | REAL CETAHB, CETAMB |
|---|
| 174 | PARAMETER (CETAHB=0.45, CETAMB=0.80) |
|---|
| 175 | REAL CCLWMR |
|---|
| 176 | PARAMETER (CCLWMR=1.E-04) |
|---|
| 177 | REAL ZEPSCR |
|---|
| 178 | PARAMETER (ZEPSCR=1.0E-10) |
|---|
| 179 | REAL CLOIA, CLOIB, CLOIC, CLOID |
|---|
| 180 | ccc PARAMETER (CLOIA=1.0E+02, CLOIB=-10.00, CLOIC=-0.6, CLOID=5.0) |
|---|
| 181 | PARAMETER (CLOIA=1.0E+02, CLOIB=-10.00, CLOIC=-0.9, CLOID=5.0) |
|---|
| 182 | REAL RGAMMAS |
|---|
| 183 | PARAMETER (RGAMMAS=0.05) |
|---|
| 184 | REAL CRHL |
|---|
| 185 | ccc PARAMETER (CRHL=0.15) |
|---|
| 186 | PARAMETER (CRHL=0.70) |
|---|
| 187 | REAL t_coup |
|---|
| 188 | PARAMETER (t_coup=234.0) |
|---|
| 189 | c |
|---|
| 190 | c Variables locales: |
|---|
| 191 | INTEGER i, k, kb, invb(klon) |
|---|
| 192 | REAL zcc(klon), zqs, zrhb, zcll, zdthmin(klon), zdthdp |
|---|
| 193 | REAL zdelta, zcor |
|---|
| 194 | c |
|---|
| 195 | c Fonctions thermodynamiques: |
|---|
| 196 | #include "YOETHF.h" |
|---|
| 197 | #include "FCTTRE.h" |
|---|
| 198 | c |
|---|
| 199 | c Initialisation: |
|---|
| 200 | c |
|---|
| 201 | DO k = 1, klev |
|---|
| 202 | DO i = 1, klon |
|---|
| 203 | diafra(i,k) = 0.0 |
|---|
| 204 | dialiq(i,k) = 0.0 |
|---|
| 205 | ENDDO |
|---|
| 206 | ENDDO |
|---|
| 207 | c |
|---|
| 208 | IF (ok_conv) THEN |
|---|
| 209 | c |
|---|
| 210 | DO i = 1, klon ! Calculer la fraction nuageuse |
|---|
| 211 | zcc(i) = 0.0 |
|---|
| 212 | IF((rain(i)+snow(i)).GT.0.) THEN |
|---|
| 213 | zcc(i)= CCA * LOG(MAX(ZEPSCR,(rain(i)+snow(i))*CCSCAL))-CCB |
|---|
| 214 | zcc(i)= MIN(CCC,MAX(0.0,zcc(i))) |
|---|
| 215 | ENDIF |
|---|
| 216 | ENDDO |
|---|
| 217 | cn |
|---|
| 218 | DO i = 1, klon ! pour traiter les enclumes |
|---|
| 219 | diafra(i,ktop(i)) = zcc(i) * CCFCT |
|---|
| 220 | ccc diafra(i,ktop(i)) = MAX(diafra(i,ktop(i)),zcc(i)*CCFCT) |
|---|
| 221 | IF ((zcc(i).GE.CANVH) .AND. |
|---|
| 222 | . (pplay(i,ktop(i)).LE.CETAHB*paprs(i,1))) |
|---|
| 223 | . diafra(i,ktop(i)) = MAX(zcc(i)*CCFCT,CANVA*(zcc(i)-CANVB)) |
|---|
| 224 | cc . diafra(i,ktop(i)) = MAX(diafra(i,ktop(i)), |
|---|
| 225 | cc . MAX(zcc(i)*CCFCT,CANVA*(zcc(i)-CANVB))) |
|---|
| 226 | dialiq(i,ktop(i))=CCLWMR*diafra(i,ktop(i)) |
|---|
| 227 | ENDDO |
|---|
| 228 | c |
|---|
| 229 | DO k = 1, klev ! nuages convectifs (sauf enclumes) |
|---|
| 230 | DO i = 1, klon |
|---|
| 231 | IF (k.LT.ktop(i) .AND. k.GE.kbot(i)) THEN |
|---|
| 232 | diafra(i,k)=zcc(i)*CCFCT |
|---|
| 233 | cc diafra(i,k)=MAX(diafra(i,k),zcc(i)*CCFCT) |
|---|
| 234 | dialiq(i,k)=CCLWMR*diafra(i,k) |
|---|
| 235 | ENDIF |
|---|
| 236 | ENDDO |
|---|
| 237 | ENDDO |
|---|
| 238 | c |
|---|
| 239 | ENDIF ! ok_conv |
|---|
| 240 | c |
|---|
| 241 | IF (ok_inve) THEN |
|---|
| 242 | |
|---|
| 243 | DO i = 1, klon |
|---|
| 244 | invb(i) = klev |
|---|
| 245 | zdthmin(i)=0.0 |
|---|
| 246 | ENDDO |
|---|
| 247 | |
|---|
| 248 | DO k = 2, klev/2-1 |
|---|
| 249 | DO i = 1, klon |
|---|
| 250 | zdthdp = (t(i,k)-t(i,k+1))/(pplay(i,k)-pplay(i,k+1)) |
|---|
| 251 | . - RD * 0.5*(t(i,k)+t(i,k+1))/RCPD/paprs(i,k+1) |
|---|
| 252 | zdthdp = zdthdp * CLOIA |
|---|
| 253 | IF (pplay(i,k).GT.CETAMB*paprs(i,1) .AND. |
|---|
| 254 | . zdthdp.LT.zdthmin(i) ) THEN |
|---|
| 255 | zdthmin(i) = zdthdp |
|---|
| 256 | invb(i) = k |
|---|
| 257 | ENDIF |
|---|
| 258 | ENDDO |
|---|
| 259 | ENDDO |
|---|
| 260 | |
|---|
| 261 | DO i = 1, klon |
|---|
| 262 | kb=invb(i) |
|---|
| 263 | IF (thermcep) THEN |
|---|
| 264 | zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-t(i,kb))) |
|---|
| 265 | zqs= R2ES*FOEEW(t(i,kb),zdelta)/pplay(i,kb) |
|---|
| 266 | zqs=MIN(0.5,zqs) |
|---|
| 267 | zcor=1./(1.-RETV*zqs) |
|---|
| 268 | zqs=zqs*zcor |
|---|
| 269 | ELSE |
|---|
| 270 | IF (t(i,kb) .LT. t_coup) THEN |
|---|
| 271 | zqs = qsats(t(i,kb)) / pplay(i,kb) |
|---|
| 272 | ELSE |
|---|
| 273 | zqs = qsatl(t(i,kb)) / pplay(i,kb) |
|---|
| 274 | ENDIF |
|---|
| 275 | ENDIF |
|---|
| 276 | zcll = CLOIB * zdthmin(i) + CLOIC |
|---|
| 277 | zcll = MIN(1.0,MAX(0.0,zcll)) |
|---|
| 278 | zrhb= q(i,kb)/zqs |
|---|
| 279 | IF (zcll.GT.0.0.AND.zrhb.LT.CRHL) |
|---|
| 280 | . zcll=zcll*(1.-(CRHL-zrhb)*CLOID) |
|---|
| 281 | zcll=MIN(1.0,MAX(0.0,zcll)) |
|---|
| 282 | cc diafra(i,kb) = MAX(diafra(i,kb),zcll) |
|---|
| 283 | cc dialiq(i,kb)= diafra(i,kb) * RGAMMAS*zqs |
|---|
| 284 | diafra(i,kb) = zcll |
|---|
| 285 | dialiq(i,kb)= zcll* RGAMMAS*zqs |
|---|
| 286 | ENDDO |
|---|
| 287 | c |
|---|
| 288 | ENDIF ! ok_inve |
|---|
| 289 | c |
|---|
| 290 | END |
|---|
