source: LMDZ.3.3/trunk/libf/phylmd/phytrac.F @ 199

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Introduction Kerry Emmanuel
ratqs interactif
mise a jour offline
FH
LF

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:executable set to *
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
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Line 
1c
2c $Header
3c
4      SUBROUTINE phytrac (rnpb,
5     I                   debutphy,lafin,
6     I                   nqmax,
7     I                   nlon,nlev,pdtphys,
8     I                   t_seri,paprs,pplay,
9     I                   pmfu, pmfd, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d,
10     I                   coefh,yu1,yv1,ftsol,pctsrf,xlat,
11     I                   frac_impa, frac_nucl,
12     I                   xlon,presnivs,paire,pphis,
13     O                   tr_seri)
14      USE ioipsl
15      IMPLICIT none
16c======================================================================
17c Auteur(s) FH
18c Objet: Moniteur general des tendances traceurs
19c
20cAA Remarques en vrac:
21cAA--------------------
22cAA 1/ le call phytrac se fait avec nqmax-2 donc nous avons bien
23cAA les vrais traceurs (nbtr) dans phytrac (pas la vapeur ni eau liquide)
24cAA 2/ Le choix du radon et du pb se fait juste avec un data
25cAA    (peu propre). Peut-etre pourrait-on prevoir dans l'avenir
26cAA    une variable "type de traceur"
27c======================================================================
28#include "YOMCST.h"
29#include "dimensions.h"
30#include "dimphy.h"
31#include "indicesol.h"
32#include "control.h"
33#include "temps.h"
34c======================================================================
35
36c Arguments:
37c
38c   EN ENTREE:
39c   ==========
40c
41c   divers:
42c   -------
43c
44      integer nlon  ! nombre de points horizontaux
45      integer nlev  ! nombre de couches verticales
46      integer nqmax ! nombre de traceurs auxquels on applique la physique
47      real pdtphys  ! pas d'integration pour la physique (seconde)
48      real t_seri(nlon,nlev) ! temperature
49      real tr_seri(nlon,nlev,nbtr) ! traceur 
50      real paprs(nlon,nlev+1)  ! pression pour chaque inter-couche (en Pa)
51      real pplay(nlon,nlev)  ! pression pour le mileu de chaque couche (en Pa)
52      real presnivs(klev) ! pressions approximat. des milieux couches ( en PA)
53      real znivsig(klev) ! niveaux sigma
54      real paire(klon)
55      real pphis(klon)
56      logical debutphy       ! le flag de l'initialisation de la physique
57      logical lafin          ! le flag de la fin de la physique
58
59      integer ll
60c
61cAA Rem : nbtr : nombre de vrais traceurs est defini dans dimphy.h
62c
63c   convection:
64c   -----------
65c
66      REAL pmfu(nlon,nlev)  ! flux de masse dans le panache montant
67      REAL pmfd(nlon,nlev)  ! flux de masse dans le panache descendant
68      REAL pen_u(nlon,nlev) ! flux entraine dans le panache montant
69      REAL pde_u(nlon,nlev) ! flux detraine dans le panache montant
70      REAL pen_d(nlon,nlev) ! flux entraine dans le panache descendant
71      REAL pde_d(nlon,nlev) ! flux detraine dans le panache descendant
72c
73c   Couche limite:
74c   --------------
75c
76      REAL coefh(nlon,nlev) ! coeff melange CL
77      REAL yu1(nlon)        ! vents au premier niveau
78      REAL yv1(nlon)        ! vents au premier niveau
79      REAL xlat(nlon)       ! latitudes pour chaque point
80      REAL xlon(nlon)       ! longitudes pour chaque point
81
82c
83c   Lessivage:
84c   ----------
85c
86c pour le ON-LINE
87c
88      REAL frac_impa(nlon,nlev)  ! fraction d'aerosols impactes
89      REAL frac_nucl(nlon,nlev)  ! fraction d'aerosols nuclees
90c
91cAA
92cAA Arguments necessaires pour les sources et puits de traceur:
93cAA ----------------
94cAA
95      real ftsol(nlon,nbsrf)  ! Temperature du sol (surf)(Kelvin)
96      real pctsrf(nlon,nbsrf) ! Pourcentage de sol f(nature du sol)
97
98cAA ----------------------------
99cAA  VARIABLES LOCALES TRACEURS
100cAA ----------------------------
101cAA
102cAA Sources et puits des traceurs:
103cAA ------------------------------
104cAA
105cAA Pour l'instant seuls les cas du rn et du pb ont ete envisages.
106
107      REAL source(klon)       ! a voir lorsque le flux est prescrit
108      REAL topuits(klev,nbtr)  ! a voir
109cAA
110cAA Pour la source de radon et son reservoir de sol
111cAA ................................................
112 
113      REAL trs(klon,nbtr)    ! Conc. radon ds le sol
114      SAVE trs
115
116      REAL masktr(klon,nbtr) ! Masque reservoir de sol traceur
117c                            Masque de l'echange avec la surface
118c                           (1 = reservoir) ou (possible => 1 )
119      SAVE masktr
120      REAL fshtr(klon,nbtr)  ! Flux surfacique dans le reservoir de sol
121      SAVE fshtr
122      REAL hsoltr(nbtr)      ! Epaisseur equivalente du reservoir de sol
123      SAVE hsoltr
124      REAL tautr(nbtr)       ! Constante de decroissance radioactive
125      SAVE tautr
126      REAL vdeptr(nbtr)      ! Vitesse de depot sec dans la couche Brownienne
127      SAVE vdeptr
128      REAL scavtr(nbtr)      ! Coefficient de lessivage
129      SAVE scavtr
130cAA
131      CHARACTER*1 itn
132C maf ioipsl
133      CHARACTER*2 str2
134      INTEGER nhori, nvert
135      REAL zsto, zout, zjulian
136      INTEGER nid_tra
137      SAVE nid_tra
138      INTEGER ndex2d(iim*(jjm+1)),ndex3d(iim*(jjm+1)*klev)
139      REAL zx_tmp_2d(iim,jjm+1), zx_tmp_3d(iim,jjm+1,klev)
140      REAL zx_lon(iim,jjm+1), zx_lat(iim,jjm+1)
141      INTEGER itra
142      SAVE itra                   ! compteur pour la physique
143C
144C Variables liees a l'ecriture de la bande histoire : phytrac.nc
145c
146      INTEGER ecrit_tra
147      SAVE ecrit_tra   
148      logical ok_sync
149      parameter (ok_sync = .true.)
150C
151C nature du traceur
152c
153      logical aerosol(nbtr)  ! Nature du traceur
154c                            ! aerosol(it) = true  => aerosol
155c                            ! aerosol(it) = false => gaz
156c                            ! nat_trac(it) = 1. aerosolc
157      logical clsol(nbtr)    ! clsol(it) = true => CL sol calculee
158      logical radio(nbtr)    ! radio(it)=true => decroisssance radioactive
159      save aerosol,clsol,radio
160C
161c======================================================================
162c
163c Declaration des procedures appelees
164c
165c--modif convection tiedtke
166      INTEGER i, k, it
167
168      REAL delp(klon,klev)
169c--end modif
170c
171c Variables liees a l'ecriture de la bande histoire physique
172c
173c Variables locales pour effectuer les appels en serie
174c----------------------------------------------------
175c
176      REAL d_tr(klon,klev), d_trs(klon) ! tendances de traceurs
177      REAL d_tr_cl(klon,klev) ! tendance de traceurs  couche limite
178      REAL d_tr_cv(klon,klev) ! tendance de traceurs  convection
179      REAL d_tr_dec(klon,klev,nbtr) ! la tendance de la decroissance
180c                                   ! radioactive du rn - > pb
181      REAL d_tr_lessi_impa(klon,klev,nbtr) ! la tendance du lessivage
182c                                          ! par impaction
183      REAL d_tr_lessi_nucl(klon,klev,nbtr) ! la tendance du lessivage
184c                                          ! par nucleation
185      REAL fluxrn(klon,klev)
186      REAL fluxpb(klon,klev)
187      REAL pbimpa(klon,klev)
188      REAL pbnucl(klon,klev)
189      REAL rn(klon,klev)
190      REAL pb(klon,klev)
191      REAL flestottr(klon,klev,nbtr) ! flux de lessivage
192c                                    ! dans chaque couche
193
194C
195      character*20 modname
196      character*80 abort_message
197c
198c   Controles
199c-------------
200      logical first,couchelimite,convection,lessivage,sorties,
201     s        rnpb,inirnpb
202      save first,couchelimite,convection,lessivage,sorties,
203     s     inirnpb
204      data first,couchelimite,convection,lessivage,sorties
205     s     /.true.,.true.,.true.,.true.,.true./
206c
207c======================================================================
208c         ecrit_tra = NINT(86400./pdtphys *1.0)  ! tous les jours
209         modname='phytrac'
210
211c        print*,'DANS PHYTRAC debutphy=',debutphy
212
213         ecrit_tra = NINT(86400./pdtphys *ecritphy)   
214         zsto = pdtphys
215         zout = pdtphys * FLOAT(ecrit_tra)
216         if (debutphy) then
217
218         if(nbtr.lt.nqmax) then
219           print*,'NQMAX=',nqmax
220           print*,'NBTR=',nbtr
221           abort_message='See above'
222           call abort_gcm(modname,abort_message,1)
223         endif
224
225         inirnpb=rnpb
226         PRINT*, 'La frequence de sortie traceurs est  ', ecrit_tra
227         itra=0
228C         
229         CALL ymds2ju(anne_ini, 1, 1, 0.0, zjulian)
230         zjulian = zjulian + day_ini
231c
232         CALL gr_fi_ecrit(1,klon,iim,jjm+1,xlon,zx_lon)
233         DO i = 1, iim
234            zx_lon(i,1) = xlon(i+1)
235            zx_lon(i,jjm+1) = xlon(i+1)
236         ENDDO
237         DO ll=1,klev
238            znivsig(ll)=float(ll)
239         ENDDO
240         CALL gr_fi_ecrit(1,klon,iim,jjm+1,xlat,zx_lat)
241         CALL histbeg("histrac", iim,zx_lon, jjm+1,zx_lat,
242     .                 1,iim,1,jjm+1, 0, zjulian, pdtphys,
243     .                 nhori, nid_tra)
244         call histvert(nid_tra, 'sig_s', 'Niveaux sigma','-',
245     .              klev, znivsig, nvert)
246C
247C         CALL histvert(nid_tra, "presnivs", "Vertical levels", "mb",
248C     .                 klev, presnivs, nvert)
249c
250         CALL histdef(nid_tra, "phis", "Surface geop. height", "-",
251     .                iim,jjm+1,nhori, 1,1,1, -99, 32,
252     .                "once",  zsto,zout)
253c
254         CALL histdef(nid_tra, "aire", "Grid area", "-",
255     .                iim,jjm+1,nhori, 1,1,1, -99, 32,
256     .                "once",  zsto,zout)
257c
258         DO it=1,nqmax
259         IF (it.LE.99) THEN
260         WRITE(str2,'(i2.2)') it
261C champ 3D
262         CALL histdef(nid_tra, "tr"//str2, "Tracer No."//str2, "U/kga",
263     .                iim,jjm+1,nhori, klev,1,klev,nvert, 32,
264     .                "ave(X)", zsto,zout)
265         IF (lessivage) THEN
266         CALL histdef(nid_tra, "fl"//str2, "Tracer Flux No."//str2,
267     .                "U/m2/s",iim,jjm+1,nhori, klev,1,klev,nvert, 32,
268     .                "ave(X)", zsto,zout)
269         ENDIF
270         ELSE
271         PRINT*, "Trop de traceurs"
272         CALL abort
273         ENDIF
274         ENDDO
275         CALL histend(nid_tra)
276
277c======================================================================
278c   Initialisation de certaines variables pour le Rn et le Pb
279c======================================================================
280
281c Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)
282c
283c        print*,'valeur de debut dans phytrac :',debutphy
284         do it=1,nqmax
285            do i=1,klon
286               trs(i,it) = 0.
287            enddo
288         END DO
289
290         open (99,file='starttrac',status='old',
291     .         err=999,form='formatted')
292         read(99,*) (trs(i,1),i=1,klon)
293999      close(99)
294         print*, 'apres starttrac'
295
296c Initialisation de la fraction d'aerosols lessivee
297c
298         DO it=1,nqmax
299           DO k = 1, nlev
300              DO i = 1, klon
301                 d_tr_lessi_impa(i,k,it) =  0.0
302                 d_tr_lessi_nucl(i,k,it) =  0.0
303             ENDDO
304           ENDDO
305         ENDDO
306c
307c Initialisation de la nature des traceurs
308c
309         DO it = 1, nqmax
310            aerosol(it) = .FALSE.  ! Tous les traceurs sont des gaz par defaut
311            radio(it) = .FALSE.    ! Par defaut pas de passage par radiornpb
312            clsol(it) = .FALSE.  ! Par defaut couche limite avec flux prescrit
313         ENDDO
314c
315      ENDIF  ! fin debutphy
316c Initialisation du traceur dans le sol (couche limite radonique)
317      if(inirnpb) THEN
318c
319         radio(1)= .true.
320         radio(2)= .true.
321         clsol(1)= .true.
322         clsol(2)= .true.
323         aerosol(2) = .TRUE. ! le Pb est un aerosol
324c
325         call initrrnpb (ftsol,pctsrf,masktr,fshtr,hsoltr,tautr
326     .                   ,vdeptr,scavtr)
327         inirnpb=.false.
328      endif
329c======================================================================
330c   Calcul de l'effet de la convection
331c======================================================================
332
333      if (convection) then
334
335c     print*,'Pas de temps dans phytrac : ',pdtphys
336      DO it=1, nqmax
337      CALL nflxtr(pdtphys, pmfu, pmfd, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d,
338     .            pplay, paprs, tr_seri(1,1,it), d_tr_cv)
339      DO k = 1, nlev
340      DO i = 1, klon
341         tr_seri(i,k,it) = tr_seri(i,k,it) + d_tr_cv(i,k)
342      ENDDO
343      ENDDO
344      WRITE(itn,'(i1)') it
345      CALL minmaxqfi(tr_seri(1,1,it),0.,1.e33,'convection it='//itn)
346      ENDDO
347c     print*,'apres nflxtr'
348
349
350      endif ! convection
351
352c======================================================================
353c   Calcul de l'effet de la couche limite
354c======================================================================
355
356c     print*,'avant couchelimite'
357      if (couchelimite) then
358
359      DO k = 1, nlev
360      DO i = 1, klon
361         delp(i,k) = paprs(i,k)-paprs(i,k+1)
362      ENDDO
363      ENDDO
364
365C maf modif pour tenir compte du cas rnpb + traceur
366      DO it=1, nqmax
367c     print *,'it',it,clsol(it)
368      if (clsol(it)) then  ! couche limite avec quantite dans le sol calculee
369          CALL cltracrn(it, pdtphys, yu1, yv1,
370     e                    coefh,t_seri,ftsol,pctsrf,
371     e                    tr_seri(1,1,it),trs(1,it),
372     e                    paprs, pplay, delp,
373     e                    masktr(1,it),fshtr(1,it),hsoltr(it),
374     e                    tautr(it),vdeptr(it),
375     e                    xlat,
376     s                    d_tr_cl,d_trs)
377          DO k = 1, nlev
378            DO i = 1, klon
379              tr_seri(i,k,it) = tr_seri(i,k,it) + d_tr_cl(i,k)
380            ENDDO
381          ENDDO
382c
383c Traceur ds sol
384c
385          DO i = 1, klon
386            trs(i,it) = trs(i,it) + d_trs(i)
387          END DO
388C
389C maf provisoire suppression des prints
390C         WRITE(itn,'(i1)') it
391C         CALL minmaxqfi(tr_seri(1,1,it),0.,1.e33,'cltracrn it='//itn)
392      else ! couche limite avec flux prescrit
393Cmaf provisoire source / traceur a creer
394        DO i=1, klon
395          source(i) = 0.0 ! pas de source, pour l'instant
396        ENDDO
397C
398          CALL cltrac(pdtphys, coefh,t_seri,
399     s               tr_seri(1,1,it), source,
400     e               paprs, pplay, delp,
401     s               d_tr )
402            DO k = 1, nlev
403               DO i = 1, klon
404                  tr_seri(i,k,it) = tr_seri(i,k,it) + d_tr(i,k)
405               ENDDO
406            ENDDO
407Cmaf provisoire suppression des prints
408Cmaf          WRITE(itn,'(i1)') it
409cmaf          CALL minmaxqfi(tr_seri(1,1,it),0.,1.e33,'cltracn it='//itn)
410      endif
411      ENDDO
412c
413      endif ! couche limite
414
415c     print*,'apres couchelimite'
416
417c======================================================================
418c   Calcul de l'effet du puits radioactif
419c======================================================================
420
421C MAF il faudrait faire une modification pour passer dans radiornpb
422c si radio=true mais pour l'instant radiornpb propre au cas rnpb
423      if(rnpb) then
424        call radiornpb (tr_seri,pdtphys,tautr,d_tr_dec)
425C
426        DO it=1,nqmax
427            if(radio(it)) then
428            DO k = 1, nlev
429               DO i = 1, klon
430                  tr_seri(i,k,it) = tr_seri(i,k,it) + d_tr_dec(i,k,it)
431               ENDDO
432            ENDDO
433            WRITE(itn,'(i1)') it
434            CALL minmaxqfi(tr_seri(1,1,it),0.,1.e33,'puits rn it='//itn)
435            endif
436        ENDDO
437c
438      endif ! rnpb decroissance  radioactive
439C
440c======================================================================
441c   Calcul de l'effet de la precipitation
442c======================================================================
443
444      IF (lessivage) THEN
445
446c     print*,'avant lessivage'
447
448       DO it = 1, nqmax
449           DO k = 1, nlev
450              DO i = 1, klon
451               d_tr_lessi_nucl(i,k,it) = 0.0
452               d_tr_lessi_impa(i,k,it) = 0.0
453               flestottr(i,k,it) = 0.0
454              ENDDO
455           ENDDO
456       ENDDO
457c
458c tendance des aerosols nuclees et impactes
459c
460       DO it = 1, nqmax
461         IF (aerosol(it)) THEN
462           DO k = 1, nlev
463              DO i = 1, klon
464               d_tr_lessi_nucl(i,k,it) = d_tr_lessi_nucl(i,k,it) +
465     s                  ( 1 - frac_nucl(i,k) )*tr_seri(i,k,it)
466               d_tr_lessi_impa(i,k,it) = d_tr_lessi_impa(i,k,it) +
467     s                  ( 1 - frac_impa(i,k) )*tr_seri(i,k,it)
468              ENDDO
469           ENDDO
470         ENDIF
471       ENDDO
472c
473c Mises a jour des traceurs + calcul des flux de lessivage
474c Mise a jour due a l'impaction et a la nucleation
475c
476       DO it = 1, nqmax
477         IF (aerosol(it)) THEN
478           DO k = 1, nlev
479              DO i = 1, klon
480               tr_seri(i,k,it) = tr_seri(i,k,it) *
481     s              ( frac_impa(i,k) + frac_nucl(i,k) - 1. )   
482              ENDDO
483           ENDDO
484         ENDIF
485       ENDDO
486c
487c Flux lessivage total
488c
489      DO it = 1, nqmax
490           DO k = 1, nlev
491            DO i = 1, klon
492               flestottr(i,k,it) = flestottr(i,k,it) -
493     s                   ( d_tr_lessi_nucl(i,k,it)   +
494     s                     d_tr_lessi_impa(i,k,it) ) *
495     s                   ( paprs(i,k)-paprs(i,k+1) ) /
496     s                   (RG * pdtphys)
497            ENDDO
498           ENDDO
499c
500Cmaf suppression provisoire
501Cmaf        WRITE(itn,'(i1)') it
502Cmaf    CALL minmaxqfi(tr_seri(1,1,it),0.,1.e33,'tr(lessi) it='//itn)
503      ENDDO
504c
505c     print*,'apres lessivage'
506      ENDIF
507Cc
508      DO k = 1, nlev
509         DO i = 1, klon
510            fluxrn(i,k) = flestottr(i,k,1)
511            fluxpb(i,k) = flestottr(i,k,2)
512            rn(i,k) = tr_seri(i,k,1)
513            pb(i,k) = tr_seri(i,k,2)
514            pbnucl(i,k)=d_tr_lessi_nucl(i,k,2)
515            pbimpa(i,k)=d_tr_lessi_impa(i,k,2)
516         ENDDO
517      ENDDO
518      itra=itra+1
519
520C
521C Sorties IOIPSL
522      ndex2d = 0
523      ndex3d = 0
524c
525c     write(*,*)'sorties ioipsl phytrac',zsto,zout
526      CALL gr_fi_ecrit(1,klon,iim,jjm+1,pphis,zx_tmp_2d)
527      CALL histwrite(nid_tra,"phis",itra,zx_tmp_2d,iim*(jjm+1),ndex2d)
528C
529      CALL gr_fi_ecrit(1,klon,iim,jjm+1,paire,zx_tmp_2d)
530      CALL histwrite(nid_tra,"aire",itra,zx_tmp_2d,iim*(jjm+1),ndex2d)
531      DO it=1,nqmax
532      IF (it.LE.99) THEN
533       WRITE(str2,'(i2.2)') it
534C champs 3D
535       CALL gr_fi_ecrit(klev,klon,iim,jjm+1,tr_seri(1,1,it),zx_tmp_3d)
536       CALL histwrite(nid_tra,"tr"//str2,itra,zx_tmp_3d,
537     .                                   iim*(jjm+1)*klev,ndex3d)
538       IF (lessivage) THEN
539       CALL gr_fi_ecrit(klev,klon,iim,jjm+1,flestottr(1,1,it),zx_tmp_3d)
540       CALL histwrite(nid_tra,"fl"//str2,itra,zx_tmp_3d,
541     .                                   iim*(jjm+1)*klev,ndex3d)
542      ENDIF
543      ELSE
544         PRINT*, "Trop de traceurs"
545         CALL abort
546      ENDIF
547      ENDDO
548      if (ok_sync) call histsync(nid_tra)
549
550      if (lafin) then
551         print*, 'c est la fin de la physique'
552         open (99,file='restarttrac',  form='formatted')
553         do i=1,klon
554             write(99,*) trs(i,1)
555         enddo
556         PRINT*, 'Ecriture du fichier restarttrac'
557         close(99)
558      else
559         print*, 'physique pas fini'
560      endif
561
562
563      RETURN
564      END
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.