1 | ! |
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2 | ! $Id: diagedyn.F 1186 2009-06-18 09:20:44Z ymeurdesoif $ |
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3 | ! |
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4 | |
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5 | C====================================================================== |
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6 | SUBROUTINE diagedyn(tit,iprt,idiag,idiag2,dtime |
---|
7 | e , ucov , vcov , ps, p ,pk , teta , q, ql) |
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8 | C====================================================================== |
---|
9 | C |
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10 | C Purpose: |
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11 | C Calcul la difference d'enthalpie et de masse d'eau entre 2 appels, |
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12 | C et calcul le flux de chaleur et le flux d'eau necessaire a ces |
---|
13 | C changements. Ces valeurs sont moyennees sur la surface de tout |
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14 | C le globe et sont exprime en W/2 et kg/s/m2 |
---|
15 | C Outil pour diagnostiquer la conservation de l'energie |
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16 | C et de la masse dans la dynamique. |
---|
17 | C |
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18 | C |
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19 | c====================================================================== |
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20 | C Arguments: |
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21 | C tit-----imput-A15- Comment added in PRINT (CHARACTER*15) |
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22 | C iprt----input-I- PRINT level ( <=1 : no PRINT) |
---|
23 | C idiag---input-I- indice dans lequel sera range les nouveaux |
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24 | C bilans d' entalpie et de masse |
---|
25 | C idiag2--input-I-les nouveaux bilans d'entalpie et de masse |
---|
26 | C sont compare au bilan de d'enthalpie de masse de |
---|
27 | C l'indice numero idiag2 |
---|
28 | C Cas parriculier : si idiag2=0, pas de comparaison, on |
---|
29 | c sort directement les bilans d'enthalpie et de masse |
---|
30 | C dtime----input-R- time step (s) |
---|
31 | C uconv, vconv-input-R- vents covariants (m/s) |
---|
32 | C ps-------input-R- Surface pressure (Pa) |
---|
33 | C p--------input-R- pressure at the interfaces |
---|
34 | C pk-------input-R- pk= (p/Pref)**kappa |
---|
35 | c teta-----input-R- potential temperature (K) |
---|
36 | c q--------input-R- vapeur d'eau (kg/kg) |
---|
37 | c ql-------input-R- liquid watter (kg/kg) |
---|
38 | c aire-----input-R- mesh surafce (m2) |
---|
39 | c |
---|
40 | C the following total value are computed by UNIT of earth surface |
---|
41 | C |
---|
42 | C d_h_vcol--output-R- Heat flux (W/m2) define as the Enthalpy |
---|
43 | c change (J/m2) during one time step (dtime) for the whole |
---|
44 | C atmosphere (air, watter vapour, liquid and solid) |
---|
45 | C d_qt------output-R- total water mass flux (kg/m2/s) defined as the |
---|
46 | C total watter (kg/m2) change during one time step (dtime), |
---|
47 | C d_qw------output-R- same, for the watter vapour only (kg/m2/s) |
---|
48 | C d_ql------output-R- same, for the liquid watter only (kg/m2/s) |
---|
49 | C d_ec------output-R- Cinetic Energy Budget (W/m2) for vertical air column |
---|
50 | C |
---|
51 | C |
---|
52 | C J.L. Dufresne, July 2002 |
---|
53 | c====================================================================== |
---|
54 | |
---|
55 | IMPLICIT NONE |
---|
56 | C |
---|
57 | #include "dimensions.h" |
---|
58 | #include "paramet.h" |
---|
59 | #include "comgeom.h" |
---|
60 | #include "iniprint.h" |
---|
61 | |
---|
62 | #ifdef CPP_EARTH |
---|
63 | #include "../phylmd/YOMCST.h" |
---|
64 | #include "../phylmd/YOETHF.h" |
---|
65 | #endif |
---|
66 | C |
---|
67 | INTEGER imjmp1 |
---|
68 | PARAMETER( imjmp1=iim*jjp1) |
---|
69 | c Input variables |
---|
70 | CHARACTER*15 tit |
---|
71 | INTEGER iprt,idiag, idiag2 |
---|
72 | REAL dtime |
---|
73 | REAL vcov(ip1jm,llm),ucov(ip1jmp1,llm) ! vents covariants |
---|
74 | REAL ps(ip1jmp1) ! pression au sol |
---|
75 | REAL p (ip1jmp1,llmp1 ) ! pression aux interfac.des couches |
---|
76 | REAL pk (ip1jmp1,llm ) ! = (p/Pref)**kappa |
---|
77 | REAL teta(ip1jmp1,llm) ! temperature potentielle |
---|
78 | REAL q(ip1jmp1,llm) ! champs eau vapeur |
---|
79 | REAL ql(ip1jmp1,llm) ! champs eau liquide |
---|
80 | |
---|
81 | |
---|
82 | c Output variables |
---|
83 | REAL d_h_vcol, d_qt, d_qw, d_ql, d_qs, d_ec |
---|
84 | C |
---|
85 | C Local variables |
---|
86 | c |
---|
87 | REAL h_vcol_tot, h_dair_tot, h_qw_tot, h_ql_tot |
---|
88 | . , h_qs_tot, qw_tot, ql_tot, qs_tot , ec_tot |
---|
89 | c h_vcol_tot-- total enthalpy of vertical air column |
---|
90 | C (air with watter vapour, liquid and solid) (J/m2) |
---|
91 | c h_dair_tot-- total enthalpy of dry air (J/m2) |
---|
92 | c h_qw_tot---- total enthalpy of watter vapour (J/m2) |
---|
93 | c h_ql_tot---- total enthalpy of liquid watter (J/m2) |
---|
94 | c h_qs_tot---- total enthalpy of solid watter (J/m2) |
---|
95 | c qw_tot------ total mass of watter vapour (kg/m2) |
---|
96 | c ql_tot------ total mass of liquid watter (kg/m2) |
---|
97 | c qs_tot------ total mass of solid watter (kg/m2) |
---|
98 | c ec_tot------ total cinetic energy (kg/m2) |
---|
99 | C |
---|
100 | REAL masse(ip1jmp1,llm) ! masse d'air |
---|
101 | REAL vcont(ip1jm,llm),ucont(ip1jmp1,llm) |
---|
102 | REAL ecin(ip1jmp1,llm) |
---|
103 | |
---|
104 | REAL zaire(imjmp1) |
---|
105 | REAL zps(imjmp1) |
---|
106 | REAL zairm(imjmp1,llm) |
---|
107 | REAL zecin(imjmp1,llm) |
---|
108 | REAL zpaprs(imjmp1,llm) |
---|
109 | REAL zpk(imjmp1,llm) |
---|
110 | REAL zt(imjmp1,llm) |
---|
111 | REAL zh(imjmp1,llm) |
---|
112 | REAL zqw(imjmp1,llm) |
---|
113 | REAL zql(imjmp1,llm) |
---|
114 | REAL zqs(imjmp1,llm) |
---|
115 | |
---|
116 | REAL zqw_col(imjmp1) |
---|
117 | REAL zql_col(imjmp1) |
---|
118 | REAL zqs_col(imjmp1) |
---|
119 | REAL zec_col(imjmp1) |
---|
120 | REAL zh_dair_col(imjmp1) |
---|
121 | REAL zh_qw_col(imjmp1), zh_ql_col(imjmp1), zh_qs_col(imjmp1) |
---|
122 | C |
---|
123 | REAL d_h_dair, d_h_qw, d_h_ql, d_h_qs |
---|
124 | C |
---|
125 | REAL airetot, zcpvap, zcwat, zcice |
---|
126 | C |
---|
127 | INTEGER i, k, jj, ij , l ,ip1jjm1 |
---|
128 | C |
---|
129 | INTEGER ndiag ! max number of diagnostic in parallel |
---|
130 | PARAMETER (ndiag=10) |
---|
131 | integer pas(ndiag) |
---|
132 | save pas |
---|
133 | data pas/ndiag*0/ |
---|
134 | C |
---|
135 | REAL h_vcol_pre(ndiag), h_dair_pre(ndiag), h_qw_pre(ndiag) |
---|
136 | $ , h_ql_pre(ndiag), h_qs_pre(ndiag), qw_pre(ndiag) |
---|
137 | $ , ql_pre(ndiag), qs_pre(ndiag) , ec_pre(ndiag) |
---|
138 | SAVE h_vcol_pre, h_dair_pre, h_qw_pre, h_ql_pre |
---|
139 | $ , h_qs_pre, qw_pre, ql_pre, qs_pre , ec_pre |
---|
140 | |
---|
141 | |
---|
142 | #ifdef CPP_EARTH |
---|
143 | c====================================================================== |
---|
144 | C Compute Kinetic enrgy |
---|
145 | CALL covcont ( llm , ucov , vcov , ucont, vcont ) |
---|
146 | CALL enercin ( vcov , ucov , vcont , ucont , ecin ) |
---|
147 | CALL massdair( p, masse ) |
---|
148 | c====================================================================== |
---|
149 | C |
---|
150 | C |
---|
151 | print*,'MAIS POURQUOI DONC DIAGEDYN NE MARCHE PAS ?' |
---|
152 | return |
---|
153 | C On ne garde les donnees que dans les colonnes i=1,iim |
---|
154 | DO jj = 1,jjp1 |
---|
155 | ip1jjm1=iip1*(jj-1) |
---|
156 | DO ij = 1,iim |
---|
157 | i=iim*(jj-1)+ij |
---|
158 | zaire(i)=aire(ij+ip1jjm1) |
---|
159 | zps(i)=ps(ij+ip1jjm1) |
---|
160 | ENDDO |
---|
161 | ENDDO |
---|
162 | C 3D arrays |
---|
163 | DO l = 1, llm |
---|
164 | DO jj = 1,jjp1 |
---|
165 | ip1jjm1=iip1*(jj-1) |
---|
166 | DO ij = 1,iim |
---|
167 | i=iim*(jj-1)+ij |
---|
168 | zairm(i,l) = masse(ij+ip1jjm1,l) |
---|
169 | zecin(i,l) = ecin(ij+ip1jjm1,l) |
---|
170 | zpaprs(i,l) = p(ij+ip1jjm1,l) |
---|
171 | zpk(i,l) = pk(ij+ip1jjm1,l) |
---|
172 | zh(i,l) = teta(ij+ip1jjm1,l) |
---|
173 | zqw(i,l) = q(ij+ip1jjm1,l) |
---|
174 | zql(i,l) = ql(ij+ip1jjm1,l) |
---|
175 | zqs(i,l) = 0. |
---|
176 | ENDDO |
---|
177 | ENDDO |
---|
178 | ENDDO |
---|
179 | C |
---|
180 | C Reset variables |
---|
181 | DO i = 1, imjmp1 |
---|
182 | zqw_col(i)=0. |
---|
183 | zql_col(i)=0. |
---|
184 | zqs_col(i)=0. |
---|
185 | zec_col(i) = 0. |
---|
186 | zh_dair_col(i) = 0. |
---|
187 | zh_qw_col(i) = 0. |
---|
188 | zh_ql_col(i) = 0. |
---|
189 | zh_qs_col(i) = 0. |
---|
190 | ENDDO |
---|
191 | C |
---|
192 | zcpvap=RCPV |
---|
193 | zcwat=RCW |
---|
194 | zcice=RCS |
---|
195 | C |
---|
196 | C Compute vertical sum for each atmospheric column |
---|
197 | C ================================================ |
---|
198 | DO k = 1, llm |
---|
199 | DO i = 1, imjmp1 |
---|
200 | C Watter mass |
---|
201 | zqw_col(i) = zqw_col(i) + zqw(i,k)*zairm(i,k) |
---|
202 | zql_col(i) = zql_col(i) + zql(i,k)*zairm(i,k) |
---|
203 | zqs_col(i) = zqs_col(i) + zqs(i,k)*zairm(i,k) |
---|
204 | C Cinetic Energy |
---|
205 | zec_col(i) = zec_col(i) |
---|
206 | $ +zecin(i,k)*zairm(i,k) |
---|
207 | C Air enthalpy |
---|
208 | zt(i,k)= zh(i,k) * zpk(i,k) / RCPD |
---|
209 | zh_dair_col(i) = zh_dair_col(i) |
---|
210 | $ + RCPD*(1.-zqw(i,k)-zql(i,k)-zqs(i,k))*zairm(i,k)*zt(i,k) |
---|
211 | zh_qw_col(i) = zh_qw_col(i) |
---|
212 | $ + zcpvap*zqw(i,k)*zairm(i,k)*zt(i,k) |
---|
213 | zh_ql_col(i) = zh_ql_col(i) |
---|
214 | $ + zcwat*zql(i,k)*zairm(i,k)*zt(i,k) |
---|
215 | $ - RLVTT*zql(i,k)*zairm(i,k) |
---|
216 | zh_qs_col(i) = zh_qs_col(i) |
---|
217 | $ + zcice*zqs(i,k)*zairm(i,k)*zt(i,k) |
---|
218 | $ - RLSTT*zqs(i,k)*zairm(i,k) |
---|
219 | |
---|
220 | END DO |
---|
221 | ENDDO |
---|
222 | C |
---|
223 | C Mean over the planete surface |
---|
224 | C ============================= |
---|
225 | qw_tot = 0. |
---|
226 | ql_tot = 0. |
---|
227 | qs_tot = 0. |
---|
228 | ec_tot = 0. |
---|
229 | h_vcol_tot = 0. |
---|
230 | h_dair_tot = 0. |
---|
231 | h_qw_tot = 0. |
---|
232 | h_ql_tot = 0. |
---|
233 | h_qs_tot = 0. |
---|
234 | airetot=0. |
---|
235 | C |
---|
236 | do i=1,imjmp1 |
---|
237 | qw_tot = qw_tot + zqw_col(i) |
---|
238 | ql_tot = ql_tot + zql_col(i) |
---|
239 | qs_tot = qs_tot + zqs_col(i) |
---|
240 | ec_tot = ec_tot + zec_col(i) |
---|
241 | h_dair_tot = h_dair_tot + zh_dair_col(i) |
---|
242 | h_qw_tot = h_qw_tot + zh_qw_col(i) |
---|
243 | h_ql_tot = h_ql_tot + zh_ql_col(i) |
---|
244 | h_qs_tot = h_qs_tot + zh_qs_col(i) |
---|
245 | airetot=airetot+zaire(i) |
---|
246 | END DO |
---|
247 | C |
---|
248 | qw_tot = qw_tot/airetot |
---|
249 | ql_tot = ql_tot/airetot |
---|
250 | qs_tot = qs_tot/airetot |
---|
251 | ec_tot = ec_tot/airetot |
---|
252 | h_dair_tot = h_dair_tot/airetot |
---|
253 | h_qw_tot = h_qw_tot/airetot |
---|
254 | h_ql_tot = h_ql_tot/airetot |
---|
255 | h_qs_tot = h_qs_tot/airetot |
---|
256 | C |
---|
257 | h_vcol_tot = h_dair_tot+h_qw_tot+h_ql_tot+h_qs_tot |
---|
258 | C |
---|
259 | C Compute the change of the atmospheric state compare to the one |
---|
260 | C stored in "idiag2", and convert it in flux. THis computation |
---|
261 | C is performed IF idiag2 /= 0 and IF it is not the first CALL |
---|
262 | c for "idiag" |
---|
263 | C =================================== |
---|
264 | C |
---|
265 | IF ( (idiag2.gt.0) .and. (pas(idiag2) .ne. 0) ) THEN |
---|
266 | d_h_vcol = (h_vcol_tot - h_vcol_pre(idiag2) )/dtime |
---|
267 | d_h_dair = (h_dair_tot- h_dair_pre(idiag2))/dtime |
---|
268 | d_h_qw = (h_qw_tot - h_qw_pre(idiag2) )/dtime |
---|
269 | d_h_ql = (h_ql_tot - h_ql_pre(idiag2) )/dtime |
---|
270 | d_h_qs = (h_qs_tot - h_qs_pre(idiag2) )/dtime |
---|
271 | d_qw = (qw_tot - qw_pre(idiag2) )/dtime |
---|
272 | d_ql = (ql_tot - ql_pre(idiag2) )/dtime |
---|
273 | d_qs = (qs_tot - qs_pre(idiag2) )/dtime |
---|
274 | d_ec = (ec_tot - ec_pre(idiag2) )/dtime |
---|
275 | d_qt = d_qw + d_ql + d_qs |
---|
276 | ELSE |
---|
277 | d_h_vcol = 0. |
---|
278 | d_h_dair = 0. |
---|
279 | d_h_qw = 0. |
---|
280 | d_h_ql = 0. |
---|
281 | d_h_qs = 0. |
---|
282 | d_qw = 0. |
---|
283 | d_ql = 0. |
---|
284 | d_qs = 0. |
---|
285 | d_ec = 0. |
---|
286 | d_qt = 0. |
---|
287 | ENDIF |
---|
288 | C |
---|
289 | IF (iprt.ge.2) THEN |
---|
290 | WRITE(6,9000) tit,pas(idiag),d_qt,d_qw,d_ql,d_qs |
---|
291 | 9000 format('Dyn3d. Watter Mass Budget (kg/m2/s)',A15 |
---|
292 | $ ,1i6,10(1pE14.6)) |
---|
293 | WRITE(6,9001) tit,pas(idiag), d_h_vcol |
---|
294 | 9001 format('Dyn3d. Enthalpy Budget (W/m2) ',A15,1i6,10(F8.2)) |
---|
295 | WRITE(6,9002) tit,pas(idiag), d_ec |
---|
296 | 9002 format('Dyn3d. Cinetic Energy Budget (W/m2) ',A15,1i6,10(F8.2)) |
---|
297 | C WRITE(6,9003) tit,pas(idiag), ec_tot |
---|
298 | 9003 format('Dyn3d. Cinetic Energy (W/m2) ',A15,1i6,10(E15.6)) |
---|
299 | WRITE(6,9004) tit,pas(idiag), d_h_vcol+d_ec |
---|
300 | 9004 format('Dyn3d. Total Energy Budget (W/m2) ',A15,1i6,10(F8.2)) |
---|
301 | END IF |
---|
302 | C |
---|
303 | C Store the new atmospheric state in "idiag" |
---|
304 | C |
---|
305 | pas(idiag)=pas(idiag)+1 |
---|
306 | h_vcol_pre(idiag) = h_vcol_tot |
---|
307 | h_dair_pre(idiag) = h_dair_tot |
---|
308 | h_qw_pre(idiag) = h_qw_tot |
---|
309 | h_ql_pre(idiag) = h_ql_tot |
---|
310 | h_qs_pre(idiag) = h_qs_tot |
---|
311 | qw_pre(idiag) = qw_tot |
---|
312 | ql_pre(idiag) = ql_tot |
---|
313 | qs_pre(idiag) = qs_tot |
---|
314 | ec_pre (idiag) = ec_tot |
---|
315 | C |
---|
316 | #else |
---|
317 | write(lunout,*)'diagedyn: Needs Earth physics to function' |
---|
318 | #endif |
---|
319 | ! #endif of #ifdef CPP_EARTH |
---|
320 | RETURN |
---|
321 | END |
---|