source: LMDZ4/branches/LMDZ4_par_0/libf/phylmd/clmain.F @ 5373

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Modifications faites à la physique pour la rendre parallele YM
Une branche de travail LMDZ4_par_0 a été créée provisoirement afin de tester
les modifs pleinement avant leurs inclusions dans le tronc principal
LF

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
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RevLine 
[524]1!
2! $Header$
3!
4c
5c
[634]6#define IO_DISCONNECTED
7
[524]8      SUBROUTINE clmain(dtime,itap,date0,pctsrf,pctsrf_new,
9     .                  t,q,u,v,
10     .                  jour, rmu0, co2_ppm,
11     .                  ok_veget, ocean, npas, nexca, ts,
12     .                  soil_model,cdmmax, cdhmax,
13     .                  ksta, ksta_ter, ok_kzmin, ftsoil,qsol,
14     .                  paprs,pplay,radsol,snow,qsurf,evap,albe,alblw,
15     .                  fluxlat,
16     .                  rain_f, snow_f, solsw, sollw, sollwdown, fder,
17     .                  rlon, rlat, cufi, cvfi, rugos,
18     .                  debut, lafin, agesno,rugoro,
19     .                  d_t,d_q,d_u,d_v,d_ts,
20     .                  flux_t,flux_q,flux_u,flux_v,cdragh,cdragm,
[541]21     .                  q2,
[524]22     .                  dflux_t,dflux_q,
23     .                  zcoefh,zu1,zv1, t2m, q2m, u10m, v10m,
24     .                  fqcalving,ffonte, run_off_lic_0)
25cAA .                  itr, tr, flux_surf, d_tr)
26cAA REM:
27cAA-----
28cAA Tout ce qui a trait au traceurs est dans phytrac maintenant
29cAA pour l'instant le calcul de la couche limite pour les traceurs
30cAA se fait avec cltrac et ne tient pas compte de la differentiation
31cAA des sous-fraction de sol.
32cAA REM bis :
33cAA----------
34cAA Pour pouvoir extraire les coefficient d'echanges et le vent
35cAA dans la premiere couche, 3 champs supplementaires ont ete crees
36cAA zcoefh,zu1 et zv1. Pour l'instant nous avons moyenne les valeurs
37cAA de ces trois champs sur les 4 subsurfaces du modele. Dans l'avenir
38cAA si les informations des subsurfaces doivent etre prises en compte
39cAA il faudra sortir ces memes champs en leur ajoutant une dimension,
40cAA c'est a dire nbsrf (nbre de subsurface).
41      USE ioipsl
42      USE interface_surf
[634]43      USE dimphy
[524]44      IMPLICIT none
45c======================================================================
46c Auteur(s) Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930818
47c Objet: interface de "couche limite" (diffusion verticale)
48c Arguments:
49c dtime----input-R- interval du temps (secondes)
50c itap-----input-I- numero du pas de temps
51c date0----input-R- jour initial
52c t--------input-R- temperature (K)
53c q--------input-R- vapeur d'eau (kg/kg)
54c u--------input-R- vitesse u
55c v--------input-R- vitesse v
56c ts-------input-R- temperature du sol (en Kelvin)
57c paprs----input-R- pression a intercouche (Pa)
58c pplay----input-R- pression au milieu de couche (Pa)
59c radsol---input-R- flux radiatif net (positif vers le sol) en W/m**2
60c rlat-----input-R- latitude en degree
61c rugos----input-R- longeur de rugosite (en m)
62c cufi-----input-R- resolution des mailles en x (m)
63c cvfi-----input-R- resolution des mailles en y (m)
64c
65c d_t------output-R- le changement pour "t"
66c d_q------output-R- le changement pour "q"
67c d_u------output-R- le changement pour "u"
68c d_v------output-R- le changement pour "v"
69c d_ts-----output-R- le changement pour "ts"
70c flux_t---output-R- flux de chaleur sensible (CpT) J/m**2/s (W/m**2)
71c                    (orientation positive vers le bas)
72c flux_q---output-R- flux de vapeur d'eau (kg/m**2/s)
73c flux_u---output-R- tension du vent X: (kg m/s)/(m**2 s) ou Pascal
74c flux_v---output-R- tension du vent Y: (kg m/s)/(m**2 s) ou Pascal
75c dflux_t derive du flux sensible
76c dflux_q derive du flux latent
77c ffonte----Flux thermique utilise pour fondre la neige
78c fqcalving-Flux d'eau "perdue" par la surface et necessaire pour limiter la
79c           hauteur de neige, en kg/m2/s
80cAA on rajoute en output yu1 et yv1 qui sont les vents dans
81cAA la premiere couche
82cAA ces 4 variables sont maintenant traites dans phytrac
83c itr--------input-I- nombre de traceurs
84c tr---------input-R- q. de traceurs
85c flux_surf--input-R- flux de traceurs a la surface
86c d_tr-------output-R tendance de traceurs
87c======================================================================
[634]88cym#include "dimensions.h"
89cym#include "dimphy.h"
[524]90#include "indicesol.h"
91c$$$ PB ajout pour soil
92#include "dimsoil.h"
93#include "iniprint.h"
[541]94#include "compbl.h"
[524]95c
96      REAL dtime
97      real date0
98      integer itap
99      REAL t(klon,klev), q(klon,klev)
100      REAL u(klon,klev), v(klon,klev)
101      REAL paprs(klon,klev+1), pplay(klon,klev), radsol(klon)
102      REAL rlon(klon), rlat(klon), cufi(klon), cvfi(klon)
103      REAL d_t(klon, klev), d_q(klon, klev)
104      REAL d_u(klon, klev), d_v(klon, klev)
105      REAL flux_t(klon,klev, nbsrf), flux_q(klon,klev, nbsrf)
106      REAL dflux_t(klon), dflux_q(klon)
107cIM cf JLD
108      REAL y_fqcalving(klon), y_ffonte(klon)
109      REAL fqcalving(klon,nbsrf), ffonte(klon,nbsrf)
110      REAL run_off_lic_0(klon), y_run_off_lic_0(klon)
111
112      REAL flux_u(klon,klev, nbsrf), flux_v(klon,klev, nbsrf)
113      REAL rugmer(klon), agesno(klon,nbsrf),rugoro(klon)
114      REAL cdragh(klon), cdragm(klon)
115      integer jour            ! jour de l'annee en cours
116      real rmu0(klon)         ! cosinus de l'angle solaire zenithal
117      REAL co2_ppm            ! taux CO2 atmosphere
118      LOGICAL debut, lafin, ok_veget
119      character*6 ocean
120      integer npas, nexca
121cAA      INTEGER itr
122cAA      REAL tr(klon,klev,nbtr)
123cAA      REAL d_tr(klon,klev,nbtr)
124cAA      REAL flux_surf(klon,nbtr)
125c
126      REAL pctsrf(klon,nbsrf)
127      REAL ts(klon,nbsrf)
128      REAL d_ts(klon,nbsrf)
129      REAL snow(klon,nbsrf)
130      REAL qsurf(klon,nbsrf)
131      REAL evap(klon,nbsrf)
132      REAL albe(klon,nbsrf)
133      REAL alblw(klon,nbsrf)
134c$$$ PB
135      REAL fluxlat(klon,nbsrf)
136C
137      real rain_f(klon), snow_f(klon)
138      REAL fder(klon)
139cIM cf. JLD   REAL sollw(klon), solsw(klon), sollwdown(klon)
140      REAL sollw(klon,nbsrf), solsw(klon,nbsrf), sollwdown(klon)
141      REAL rugos(klon,nbsrf)
142C la nouvelle repartition des surfaces sortie de l'interface
143      REAL pctsrf_new(klon,nbsrf)
144cAA
145      REAL zcoefh(klon,klev)
146      REAL zu1(klon)
147      REAL zv1(klon)
148cAA
149c$$$ PB ajout pour soil
150      LOGICAL soil_model
151cIM ajout seuils cdrm, cdrh
152      REAL cdmmax, cdhmax
153cIM: 261103
154      REAL ksta, ksta_ter
155      LOGICAL ok_kzmin
156cIM: 261103
157      REAL ftsoil(klon,nsoilmx,nbsrf)
158      REAL ytsoil(klon,nsoilmx)
159      REAL qsol(klon)
160c======================================================================
161      EXTERNAL clqh, clvent, coefkz, calbeta, cltrac
162c======================================================================
163      REAL yts(klon), yrugos(klon), ypct(klon), yz0_new(klon)
164      REAL yalb(klon)
165      REAL yalblw(klon)
166      REAL yu1(klon), yv1(klon)
167      real ysnow(klon), yqsurf(klon), yagesno(klon), yqsol(klon)
168      real yrain_f(klon), ysnow_f(klon)
169      real ysollw(klon), ysolsw(klon), ysollwdown(klon)
170      real yfder(klon), ytaux(klon), ytauy(klon)
171      REAL yrugm(klon), yrads(klon),yrugoro(klon)
172c$$$ PB
173      REAL yfluxlat(klon)
174C
175      REAL y_d_ts(klon)
176      REAL y_d_t(klon, klev), y_d_q(klon, klev)
177      REAL y_d_u(klon, klev), y_d_v(klon, klev)
178      REAL y_flux_t(klon,klev), y_flux_q(klon,klev)
179      REAL y_flux_u(klon,klev), y_flux_v(klon,klev)
180      REAL y_dflux_t(klon), y_dflux_q(klon)
181      REAL ycoefh(klon,klev), ycoefm(klon,klev)
182      REAL yu(klon,klev), yv(klon,klev)
183      REAL yt(klon,klev), yq(klon,klev)
184      REAL ypaprs(klon,klev+1), ypplay(klon,klev), ydelp(klon,klev)
185cAA      REAL ytr(klon,klev,nbtr)
186cAA      REAL y_d_tr(klon,klev,nbtr)
187cAA      REAL yflxsrf(klon,nbtr)
188c
189c
190      LOGICAL ok_nonloc
191      PARAMETER (ok_nonloc=.FALSE.)
192      REAL ycoefm0(klon,klev), ycoefh0(klon,klev)
[541]193
194      real yzlay(klon,klev),yzlev(klon,klev+1),yteta(klon,klev)
195      real ykmm(klon,klev+1),ykmn(klon,klev+1)
196      real ykmq(klon,klev+1)
197      real yq2(klon,klev+1),q2(klon,klev+1,nbsrf)
198      real q2diag(klon,klev+1)
199      real yustar(klon),y_cd_m(klon),y_cd_h(klon)
200
201
202
203
204
[524]205c
206#include "YOMCST.h"
207#include "YOETHF.h"
208#include "FCTTRE.h"
209      REAL u1lay(klon), v1lay(klon)
210      REAL delp(klon,klev)
211      INTEGER i, k, nsrf
212cAA   INTEGER it
213      INTEGER ni(klon), knon, j
214c Introduction d'une variable "pourcentage potentiel" pour tenir compte
215c des eventuelles apparitions et/ou disparitions de la glace de mer
216      REAL pctsrf_pot(klon,nbsrf)
217     
218c======================================================================
219      REAL zx_alf1, zx_alf2 !valeur ambiante par extrapola.
220c======================================================================
221c
222c maf pour sorties IOISPL en cas de debugagage
223c
224      CHARACTER*80 cldebug
225      SAVE cldebug
226      CHARACTER*8 cl_surf(nbsrf)
227      SAVE cl_surf
228      INTEGER nhoridbg, nidbg
229      SAVE nhoridbg, nidbg
[634]230#ifndef IO_DISCONNECTED
[524]231      INTEGER ndexbg(iim*(jjm+1))
232      REAL zx_lon(iim,jjm+1), zx_lat(iim,jjm+1), zjulian
233      REAL tabindx(klon)
234      REAL debugtab(iim,jjm+1)
[634]235#endif
[524]236      LOGICAL first_appel
237      SAVE first_appel
[541]238      DATA first_appel/.true./
[524]239      LOGICAL debugindex
240      SAVE debugindex
241      DATA debugindex/.false./
242      integer idayref
243#include "temps.h"
244      REAL t2m(klon,nbsrf), q2m(klon,nbsrf)
245      REAL u10m(klon,nbsrf), v10m(klon,nbsrf)
246c
247      REAL yt2m(klon), yq2m(klon), yu10m(klon)
[590]248c -- LOOP
249       REAL yu10mx(klon)
250       REAL yu10my(klon)
251       REAL ywindsp(klon)
252c -- LOOP
[524]253c
254      REAL uzon(klon), vmer(klon)
255      REAL tair1(klon), qair1(klon), tairsol(klon)
256      REAL psfce(klon), patm(klon)
257c
258      REAL qairsol(klon), zgeo1(klon)
259      REAL rugo1(klon)
260c
261      LOGICAL zxli ! utiliser un jeu de fonctions simples
262      PARAMETER (zxli=.FALSE.)
263c
264      REAL zt, zqs, zdelta, zcor
265      REAL t_coup
266      PARAMETER(t_coup=273.15)
267C
268      character (len = 20) :: modname = 'clmain'
269      LOGICAL check
270      PARAMETER (check=.false.)
271C
272      if (check) THEN
273          write(*,*) modname,'  klon=',klon
274          call flush(6)
275      endif
276      IF (first_appel) THEN
[541]277!          first_appel=.false.
[524]278!
279! initialisation sorties netcdf
280!
[634]281#ifndef IO_DISCONNECTED
[524]282          idayref = day_ini
283          CALL ymds2ju(annee_ref, 1, idayref, 0.0, zjulian)
284          CALL gr_fi_ecrit(1,klon,iim,jjm+1,rlon,zx_lon)
285          DO i = 1, iim
286            zx_lon(i,1) = rlon(i+1)
287            zx_lon(i,jjm+1) = rlon(i+1)
288          ENDDO
289          CALL gr_fi_ecrit(1,klon,iim,jjm+1,rlat,zx_lat)
290          cldebug='sous_index'
291          CALL histbeg(cldebug, iim,zx_lon(:,1),jjm+1,zx_lat(1,:),
292     $        1,iim,1,jjm
293     $        +1, itau_phy,zjulian,dtime,nhoridbg,nidbg)
294! no vertical axis
295          cl_surf(1)='ter'
296          cl_surf(2)='lic'
297          cl_surf(3)='oce'
298          cl_surf(4)='sic'
299          DO nsrf=1,nbsrf
300            CALL histdef(nidbg, cl_surf(nsrf),cl_surf(nsrf), "-",iim,
301     $          jjm+1,nhoridbg, 1, 1, 1, -99, 32, "inst", dtime,dtime)
302          END DO
303          CALL histend(nidbg)
304          CALL histsync(nidbg)
[634]305#endif
[524]306      ENDIF
307         
308      DO k = 1, klev   ! epaisseur de couche
309      DO i = 1, klon
310         delp(i,k) = paprs(i,k)-paprs(i,k+1)
311      ENDDO
312      ENDDO
313      DO i = 1, klon  ! vent de la premiere couche
314ccc         zx_alf1 = (paprs(i,1)-pplay(i,2))/(pplay(i,1)-pplay(i,2))
315         zx_alf1 = 1.0
316         zx_alf2 = 1.0 - zx_alf1
317         u1lay(i) = u(i,1)*zx_alf1 + u(i,2)*zx_alf2
318         v1lay(i) = v(i,1)*zx_alf1 + v(i,2)*zx_alf2
319      ENDDO
320c
321c initialisation:
322c
323      DO i = 1, klon
324         rugmer(i) = 0.0
325         cdragh(i) = 0.0
326         cdragm(i) = 0.0
327         dflux_t(i) = 0.0
328         dflux_q(i) = 0.0
329         zu1(i) = 0.0
330         zv1(i) = 0.0
331      ENDDO
332      ypct = 0.0
333      yts = 0.0
334      ysnow = 0.0
335      yqsurf = 0.0
336      yalb = 0.0
337      yalblw = 0.0
338      yrain_f = 0.0
339      ysnow_f = 0.0
340      yfder = 0.0
341      ytaux = 0.0
342      ytauy = 0.0
343      ysolsw = 0.0
344      ysollw = 0.0
345      ysollwdown = 0.0
346      yrugos = 0.0
347      yu1 = 0.0
348      yv1 = 0.0
349      yrads = 0.0
350      ypaprs = 0.0
351      ypplay = 0.0
352      ydelp = 0.0
353      yu = 0.0
354      yv = 0.0
355      yt = 0.0
356      yq = 0.0
357      pctsrf_new = 0.0
358      y_flux_u = 0.0
359      y_flux_v = 0.0
360C$$ PB
361      y_dflux_t = 0.0
362      y_dflux_q = 0.0
363      ytsoil = 999999.
364      yrugoro = 0.
[590]365c -- LOOP
366      yu10mx = 0.0
367      yu10my = 0.0
368      ywindsp = 0.0
369c -- LOOP
[524]370      DO nsrf = 1, nbsrf
371      DO i = 1, klon
372         d_ts(i,nsrf) = 0.0
373      ENDDO
374      END DO
375C§§§ PB
376      yfluxlat=0.
377      flux_t = 0.
378      flux_q = 0.
379      flux_u = 0.
380      flux_v = 0.
381      DO k = 1, klev
382      DO i = 1, klon
383         d_t(i,k) = 0.0
384         d_q(i,k) = 0.0
385c$$$         flux_t(i,k) = 0.0
386c$$$         flux_q(i,k) = 0.0
387         d_u(i,k) = 0.0
388         d_v(i,k) = 0.0
389c$$$         flux_u(i,k) = 0.0
390c$$$         flux_v(i,k) = 0.0
391         zcoefh(i,k) = 0.0
392      ENDDO
393      ENDDO
394cAA      IF (itr.GE.1) THEN
395cAA      DO it = 1, itr
396cAA      DO k = 1, klev
397cAA      DO i = 1, klon
398cAA         d_tr(i,k,it) = 0.0
399cAA      ENDDO
400cAA      ENDDO
401cAA      ENDDO
402cAA      ENDIF
403
404c
405c Boucler sur toutes les sous-fractions du sol:
406c
407C Initialisation des "pourcentages potentiels". On considere ici qu'on
408C peut avoir potentiellementdela glace sur tout le domaine oceanique
409C (a affiner)
410
411      pctsrf_pot = pctsrf
412      pctsrf_pot(:,is_oce) = 1. - zmasq(:)
413      pctsrf_pot(:,is_sic) = 1. - zmasq(:)
414
415      DO 99999 nsrf = 1, nbsrf
416
417c chercher les indices:
418      DO j = 1, klon
419         ni(j) = 0
420      ENDDO
421      knon = 0
422      DO i = 1, klon
423
424C pour determiner le domaine a traiter on utilise les surfaces "potentielles"
425
426      IF (pctsrf_pot(i,nsrf).GT.epsfra) THEN
427         knon = knon + 1
428         ni(knon) = i
429      ENDIF
430      ENDDO
431c
432      if (check) THEN
433          write(*,*)'CLMAIN, nsrf, knon =',nsrf, knon
434          call flush(6)
435      endif
436c
437c variables pour avoir une sortie IOIPSL des INDEX
438c
[634]439#ifndef IO_DISCONNECTED
[524]440      IF (debugindex) THEN
441          tabindx(:)=0.
442c          tabindx(1:knon)=(/FLOAT(i),i=1:knon/)
443          DO i=1,knon
444            tabindx(1:knon)=FLOAT(i)
445          END DO
446          debugtab(:,:)=0.
447          ndexbg(:)=0
448          CALL gath2cpl(tabindx,debugtab,klon,knon,iim,jjm,ni)
449          CALL histwrite(nidbg,cl_surf(nsrf),itap,debugtab,iim*(jjm+1)
450     $        ,ndexbg)
451      ENDIF
[634]452#endif
453
454      fluxlat(:,nsrf) = 0.
455     
[524]456      IF (knon.EQ.0) GOTO 99999
457      DO j = 1, knon
458      i = ni(j)
459        ypct(j) = pctsrf(i,nsrf)
460        yts(j) = ts(i,nsrf)
461        ysnow(j) = snow(i,nsrf)
462        yqsurf(j) = qsurf(i,nsrf)
463        yalb(j) = albe(i,nsrf)
464        yalblw(j) = alblw(i,nsrf)
465        yrain_f(j) = rain_f(i)
466        ysnow_f(j) = snow_f(i)
467        yagesno(j) = agesno(i,nsrf)
468        yfder(j) = fder(i)
469        ytaux(j) = flux_u(i,1,nsrf)
470        ytauy(j) = flux_v(i,1,nsrf)
471        ysolsw(j) = solsw(i,nsrf)
472        ysollw(j) = sollw(i,nsrf)
473        ysollwdown(j) = sollwdown(i)
474        yrugos(j) = rugos(i,nsrf)
475        yrugoro(j) = rugoro(i)
476        yu1(j) = u1lay(i)
477        yv1(j) = v1lay(i)
478        yrads(j) =  ysolsw(j)+ ysollw(j)
479        ypaprs(j,klev+1) = paprs(i,klev+1)
480        y_run_off_lic_0(j) = run_off_lic_0(i)
[590]481c -- LOOP
482       yu10mx(j) = u10m(i,nsrf)
483       yu10my(j) = v10m(i,nsrf)
484       ywindsp(j) = SQRT(yu10mx(j)*yu10mx(j) + yu10my(j)*yu10my(j) )
485c -- LOOP
[524]486      END DO
487C
488C     IF bucket model for continent, copy soil water content
489      IF ( nsrf .eq. is_ter .and. .not. ok_veget ) THEN
490          DO j = 1, knon
491            i = ni(j)
492            yqsol(j) = qsol(i)
493          END DO
494      ELSE
495          yqsol(:)=0.
496      ENDIF
497c$$$ PB ajour pour soil
498      DO k = 1, nsoilmx
499        DO j = 1, knon
500          i = ni(j)
501          ytsoil(j,k) = ftsoil(i,k,nsrf)
502        END DO 
503      END DO
504      DO k = 1, klev
505      DO j = 1, knon
506      i = ni(j)
507        ypaprs(j,k) = paprs(i,k)
508        ypplay(j,k) = pplay(i,k)
509        ydelp(j,k) = delp(i,k)
510        yu(j,k) = u(i,k)
511        yv(j,k) = v(i,k)
512        yt(j,k) = t(i,k)
513        yq(j,k) = q(i,k)
514      ENDDO
515      ENDDO
516c
517c
[541]518cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
[524]519c calculer Cdrag et les coefficients d'echange
[541]520cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
521
522cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
523c  Calcul anciens du LMD. Effectues de toutes facons.
524cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
525
[524]526      CALL coefkz(nsrf, knon, ypaprs, ypplay,
527cIM 261103
528     .     ksta, ksta_ter,
529cIM 261103
530     .            yts, yrugos, yu, yv, yt, yq,
531     .            yqsurf,
532     .            ycoefm, ycoefh)
[541]533
[524]534      CALL coefkz2(nsrf, knon, ypaprs, ypplay,yt,
535     .                  ycoefm0, ycoefh0)
[541]536      if (first_appel) then
537        if (prt_level > 9) THEN
538          WRITE(lunout,*)'Apres coefkz2 '
539          WRITE(lunout,*)'nsrf,knon,yts,yrugos,yqsurf',
540     .    nsrf,knon,yts,yrugos,yqsurf
541          WRITE(lunout,*)'ypaprs(1,k),ypplay(1,k),yu,yv,yt'
542          do k=1,klev
543            WRITE(lunout,*)ypaprs(1,k),ypplay(1,k),
544     .      yu(1,k),yv(1,k),yt(1,k)
545          enddo
546          do k=1,klev
547            WRITE(lunout,*)ycoefm(1,k),ycoefh(1,k),
548     .      ycoefm0(1,k),ycoefh0(1,k)
549          enddo
550        ENDIF
551        first_appel=.false.
552      endif
553
[524]554      DO k = 1, klev
555      DO i = 1, knon
556         ycoefm(i,k) = MAX(ycoefm(i,k),ycoefm0(i,k))
557         ycoefh(i,k) = MAX(ycoefh(i,k),ycoefh0(i,k))
558      ENDDO
559      ENDDO
[541]560
[524]561c
562cIM cf JLD : on seuille ycoefm et ycoefh
563      if (nsrf.eq.is_oce) then
564         do j=1,knon
565c           ycoefm(j,1)=min(ycoefm(j,1),1.1E-3)
566            ycoefm(j,1)=min(ycoefm(j,1),cdmmax)
567c           ycoefh(j,1)=min(ycoefh(j,1),1.1E-3)
568            ycoefh(j,1)=min(ycoefh(j,1),cdhmax)
569         enddo
570      endif
571
572c
573cIM: 261103
574      if (ok_kzmin) THEN
575cIM cf FH: 201103 BEG
576c   Calcul d'une diffusion minimale pour les conditions tres stables.
577      call coefkzmin(knon,ypaprs,ypplay,yu,yv,yt,yq,ycoefm
578     .   ,ycoefm0,ycoefh0)
579c      call dump2d(iim,jjm-1,ycoefm(2:klon-1,2), 'KZ         ')
580c      call dump2d(iim,jjm-1,ycoefm0(2:klon-1,2),'KZMIN      ')
581 
582       if ( 1.eq.1 ) then
583       DO k = 1, klev
584       DO i = 1, knon
585          ycoefm(i,k) = MAX(ycoefm(i,k),ycoefm0(i,k))
586          ycoefh(i,k) = MAX(ycoefh(i,k),ycoefh0(i,k))
587       ENDDO
588       ENDDO
589       endif
590cIM cf FH: 201103 END
591      endif !ok_kzmin
592cIM: 261103
593
[541]594
595      IF (iflag_pbl.ge.3) then
596
597cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
598c MELLOR ET YAMADA adapte a Mars Richard Fournier et Frederic Hourdin
599cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
600
601         yzlay(1:knon,1)=
602     .   RD*yt(1:knon,1)/(0.5*(ypaprs(1:knon,1)+ypplay(1:knon,1)))
603     .   *(ypaprs(1:knon,1)-ypplay(1:knon,1))/RG
604         do k=2,klev
605            yzlay(1:knon,k)=
606     .      yzlay(1:knon,k-1)+RD*0.5*(yt(1:knon,k-1)+yt(1:knon,k))
607     .      /ypaprs(1:knon,k)*(ypplay(1:knon,k-1)-ypplay(1:knon,k))/RG
608         enddo
609         do k=1,klev
610            yteta(1:knon,k)=
611     .      yt(1:knon,k)*(ypaprs(1:knon,1)/ypplay(1:knon,k))**rkappa
612     .      *(1.+0.61*yq(1:knon,k))
613         enddo
614         yzlev(1:knon,1)=0.
615         yzlev(1:knon,klev+1)=2.*yzlay(1:knon,klev)-yzlay(1:knon,klev-1)
616         do k=2,klev
617            yzlev(1:knon,k)=0.5*(yzlay(1:knon,k)+yzlay(1:knon,k-1))
618         enddo
619         DO k = 1, klev+1
620            DO j = 1, knon
621               i = ni(j)
622               yq2(j,k)=q2(i,k,nsrf)
623            enddo
624         enddo
625
626
627c   Bug introduit volontairement pour converger avec les resultats
628c  du papier sur les thermiques.
629         if (1.eq.1) then
630         y_cd_m(1:knon) = ycoefm(1:knon,1)
631         y_cd_h(1:knon) = ycoefh(1:knon,1)
632         else
633         y_cd_h(1:knon) = ycoefm(1:knon,1)
634         y_cd_m(1:knon) = ycoefh(1:knon,1)
635         endif
636         call ustarhb(knon,yu,yv,y_cd_m, yustar)
637
638        if (prt_level > 9) THEN
639          WRITE(lunout,*)'USTAR = ',yustar
640        ENDIF
641
642c   iflag_pbl peut etre utilise comme longuer de melange
643
644         if (iflag_pbl.ge.11) then
645            call vdif_kcay(knon,dtime,rg,rd,ypaprs,yt
646     s      ,yzlev,yzlay,yu,yv,yteta
647     s      ,y_cd_m,yq2,q2diag,ykmm,ykmn,yustar,
648     s      iflag_pbl)
649         else
650            call yamada4(knon,dtime,rg,rd,ypaprs,yt
651     s      ,yzlev,yzlay,yu,yv,yteta
652     s      ,y_cd_m,yq2,ykmm,ykmn,ykmq,yustar,
653     s      iflag_pbl)
654         endif
655
656         ycoefm(1:knon,1)=y_cd_m(1:knon)
657         ycoefh(1:knon,1)=y_cd_h(1:knon)
658         ycoefm(1:knon,2:klev)=ykmm(1:knon,2:klev)
659         ycoefh(1:knon,2:klev)=ykmn(1:knon,2:klev)
660
661
662      ENDIF
663
664cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
[524]665c calculer la diffusion des vitesses "u" et "v"
[541]666cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
667
[524]668      CALL clvent(knon,dtime,yu1,yv1,ycoefm,yt,yu,ypaprs,ypplay,ydelp,
669     s            y_d_u,y_flux_u)
670      CALL clvent(knon,dtime,yu1,yv1,ycoefm,yt,yv,ypaprs,ypplay,ydelp,
671     s            y_d_v,y_flux_v)
672
673c pour le couplage
674      ytaux = y_flux_u(:,1)
675      ytauy = y_flux_v(:,1)
676
677c FH modif sur le cdrag temperature
678c$$$PB : déplace dans clcdrag
679c$$$      do i=1,knon
680c$$$         ycoefh(i,1)=ycoefm(i,1)*0.8
681c$$$      enddo
682
[541]683cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
[524]684c calculer la diffusion de "q" et de "h"
[541]685cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
[524]686      CALL clqh(dtime, itap, date0,jour, debut,lafin,
687     e          rlon, rlat, cufi, cvfi,
688     e          knon, nsrf, ni, pctsrf,
689     e          soil_model, ytsoil,yqsol,
690     e          ok_veget, ocean, npas, nexca,
691     e          rmu0, co2_ppm, yrugos, yrugoro,
692     e          yu1, yv1, ycoefh,
693     e          yt,yq,yts,ypaprs,ypplay,
694     e          ydelp,yrads,yalb, yalblw, ysnow, yqsurf,
[590]695     e          yrain_f, ysnow_f, yfder, ytaux, ytauy,
696c -- LOOP
697     e          ywindsp,
698c -- LOOP
[524]699c$$$     e          ysollw, ysolsw,
700     e          ysollw, ysollwdown, ysolsw,yfluxlat,
701     s          pctsrf_new, yagesno,
702     s          y_d_t, y_d_q, y_d_ts, yz0_new,
703     s          y_flux_t, y_flux_q, y_dflux_t, y_dflux_q,
704     s          y_fqcalving,y_ffonte,y_run_off_lic_0)
705c
706c calculer la longueur de rugosite sur ocean
707      yrugm=0.
708      IF (nsrf.EQ.is_oce) THEN
709      DO j = 1, knon
710         yrugm(j) = 0.018*ycoefm(j,1) * (yu1(j)**2+yv1(j)**2)/RG
711     $      +  0.11*14e-6 / sqrt(ycoefm(j,1) * (yu1(j)**2+yv1(j)**2))
712         yrugm(j) = MAX(1.5e-05,yrugm(j))
713      ENDDO
714      ENDIF
715      DO j = 1, knon
716         y_dflux_t(j) = y_dflux_t(j) * ypct(j)
717         y_dflux_q(j) = y_dflux_q(j) * ypct(j)
718         yu1(j) = yu1(j) *  ypct(j)
719         yv1(j) = yv1(j) *  ypct(j)
720      ENDDO
721c
722      DO k = 1, klev
723        DO j = 1, knon
724          i = ni(j)
725          ycoefh(j,k) = ycoefh(j,k) * ypct(j)
726          ycoefm(j,k) = ycoefm(j,k) * ypct(j)
727          y_d_t(j,k) = y_d_t(j,k) * ypct(j)
728          y_d_q(j,k) = y_d_q(j,k) * ypct(j)
729C§§§ PB
730          flux_t(i,k,nsrf) = y_flux_t(j,k)
731          flux_q(i,k,nsrf) = y_flux_q(j,k)
732          flux_u(i,k,nsrf) = y_flux_u(j,k)
733          flux_v(i,k,nsrf) = y_flux_v(j,k)
734c$$$ PB        y_flux_t(j,k) = y_flux_t(j,k) * ypct(j)
735c$$$ PB        y_flux_q(j,k) = y_flux_q(j,k) * ypct(j)
736          y_d_u(j,k) = y_d_u(j,k) * ypct(j)
737          y_d_v(j,k) = y_d_v(j,k) * ypct(j)
738c$$$ PB        y_flux_u(j,k) = y_flux_u(j,k) * ypct(j)
739c$$$ PB        y_flux_v(j,k) = y_flux_v(j,k) * ypct(j)
740        ENDDO
741      ENDDO
742
743
744      evap(:,nsrf) = - flux_q(:,1,nsrf)
745c
746      albe(:, nsrf) = 0.
747      alblw(:, nsrf) = 0.
748      snow(:, nsrf) = 0.
749      qsurf(:, nsrf) = 0.
750      rugos(:, nsrf) = 0.
751      fluxlat(:,nsrf) = 0.
752      DO j = 1, knon
753         i = ni(j)
754         d_ts(i,nsrf) = y_d_ts(j)
755         albe(i,nsrf) = yalb(j)
756         alblw(i,nsrf) = yalblw(j)
757         snow(i,nsrf) = ysnow(j)
758         qsurf(i,nsrf) = yqsurf(j)
759         rugos(i,nsrf) = yz0_new(j)
760         fluxlat(i,nsrf) = yfluxlat(j)
761c$$$ pb         rugmer(i) = yrugm(j)
762         IF (nsrf .EQ. is_oce) then
763           rugmer(i) = yrugm(j)
764           rugos(i,nsrf) = yrugm(j)
765         endif 
766cIM cf JLD ??
767         fqcalving(i,nsrf) = y_fqcalving(j)       
768         ffonte(i,nsrf) = y_ffonte(j)       
769         cdragh(i) = cdragh(i) + ycoefh(j,1)
770         cdragm(i) = cdragm(i) + ycoefm(j,1)
771         dflux_t(i) = dflux_t(i) + y_dflux_t(j)
772         dflux_q(i) = dflux_q(i) + y_dflux_q(j)
773         zu1(i) = zu1(i) + yu1(j)
774         zv1(i) = zv1(i) + yv1(j)
775      END DO
776      IF ( nsrf .eq. is_ter ) THEN
777      DO j = 1, knon
778         i = ni(j)
779         qsol(i) = yqsol(j)
780      END DO
781      END IF
782      IF ( nsrf .eq. is_lic ) THEN
783        DO j = 1, knon
784          i = ni(j)
785          run_off_lic_0(i) = y_run_off_lic_0(j)
786        END DO
787      END IF
788c$$$ PB ajout pour soil
789      ftsoil(:,:,nsrf) = 0.
790      DO k = 1, nsoilmx
791        DO j = 1, knon
792          i = ni(j)
793          ftsoil(i, k, nsrf) = ytsoil(j,k)
794        END DO
795      END DO
796c
797#ifdef CRAY
798      DO k = 1, klev
799      DO j = 1, knon
800      i = ni(j)
801#else
802      DO j = 1, knon
803      i = ni(j)
804      DO k = 1, klev
805#endif
806         d_t(i,k) = d_t(i,k) + y_d_t(j,k)
807         d_q(i,k) = d_q(i,k) + y_d_q(j,k)
808c$$$ PB        flux_t(i,k) = flux_t(i,k) + y_flux_t(j,k)
809c$$$         flux_q(i,k) = flux_q(i,k) + y_flux_q(j,k)
810         d_u(i,k) = d_u(i,k) + y_d_u(j,k)
811         d_v(i,k) = d_v(i,k) + y_d_v(j,k)
812c$$$  PB       flux_u(i,k) = flux_u(i,k) + y_flux_u(j,k)
813c$$$         flux_v(i,k) = flux_v(i,k) + y_flux_v(j,k)
814         zcoefh(i,k) = zcoefh(i,k) + ycoefh(j,k)
815      ENDDO
816      ENDDO
817c
818c
819#undef T2m     
820#define T2m     
821#ifdef T2m
822ccc diagnostic t,q a 2m et u, v a 10m
823c
824      DO j=1, knon
825        i = ni(j)
826        uzon(j) = yu(j,1) + y_d_u(j,1)
827        vmer(j) = yv(j,1) + y_d_v(j,1)
828        tair1(j) = yt(j,1) + y_d_t(j,1)
829        qair1(j) = yq(j,1) + y_d_q(j,1)
830        zgeo1(j) = RD * tair1(j) / (0.5*(ypaprs(j,1)+ypplay(j,1)))
831     &                   * (ypaprs(j,1)-ypplay(j,1))
832        tairsol(j) = yts(j) + y_d_ts(j)
833        rugo1(j) = yrugos(j)
834        IF(nsrf.EQ.is_oce) THEN
835         rugo1(j) = rugos(i,nsrf)
836        ENDIF
837        psfce(j)=ypaprs(j,1)
838        patm(j)=ypplay(j,1)
839c
840        qairsol(j) = yqsurf(j)
841      ENDDO
842c
843      if (check) THEN
844       WRITE(*,*)' avant stdlevvar. nsrf=',nsrf
845       IF(nsrf.EQ.3) THEN
846        j=1465
847        WRITE(*,*)' INstO',klon,knon,nsrf,zxli,uzon(j),vmer(j),
848     &      tair1(j),qair1(j),zgeo1(j),tairsol(j),qairsol(j),rugo1(j),
849     &      psfce(j),patm(j)
850       ENDIF
851       WRITE(*,*)' qairsol (min, max)'
852     $     , minval(qairsol(1:knon)), maxval(qairsol(1:knon))
853       call flush(6)
854      ENDIF
855c
856      CALL stdlevvar(klon, knon, nsrf, zxli,
857     &               uzon, vmer, tair1, qair1, zgeo1,
858     &               tairsol, qairsol, rugo1, psfce, patm,
859     &               yt2m, yq2m, yu10m)
860
861c
862      if (check) THEN
863      IF(nsrf.EQ.3) THEN
864       j=1465
865       WRITE(*,*)' OUstd',klon,knon,nsrf,zxli,uzon(j),vmer(j),
866     & tair1(j),qair1(j),zgeo1(j),tairsol(j),qairsol(j),rugo1(j),
867     & psfce(j),patm(j)
868       WRITE(*,*)' tqu',yt2m(j),yq2m(j),yu10m(j)
869          call flush(6)
870      ENDIF
871      ENDIF
872c
873      DO j=1, knon
874       i = ni(j)
875       t2m(i,nsrf)=yt2m(j)
876
877       if (check) THEN
878        IF(nsrf.EQ.3 .and. j.EQ.1465) THEN
879         WRITE(*,*) 't2m APRES stdlev',j,i,tair1(j),t2m(i,nsrf),
880     $   tairsol(j),rlon(i),rlat(i)
881         call flush(6)
882        ENDIF
883       ENDIF
884c
885       q2m(i,nsrf)=yq2m(j)
886c
887c u10m, v10m : composantes du vent a 10m sans spirale de Ekman
888       u10m(i,nsrf)=(yu10m(j) * uzon(j))/sqrt(uzon(j)**2+vmer(j)**2)
889       v10m(i,nsrf)=(yu10m(j) * vmer(j))/sqrt(uzon(j)**2+vmer(j)**2)
890c
891      ENDDO
892#else
893       DO j=1, knon
894         i = ni(j)
895         t2m(i,nsrf)=0.
896         q2m(i,nsrf)=0.
897         u10m(i,nsrf)=0.
898         v10m(i,nsrf)=0.
899       ENDDO
900#endif
[541]901
902      do j=1,knon
903         do k=1,klev+1
904         i=ni(j)
905         q2(i,k,nsrf)=yq2(j,k)
906         enddo
907      enddo
908c
909
[524]91099999 CONTINUE
911c
912C
913C On utilise les nouvelles surfaces
914C A rajouter: conservation de l'albedo
915C
916      rugos(:,is_oce) = rugmer
917      pctsrf = pctsrf_new
918
919      RETURN
920      END
921      SUBROUTINE clqh(dtime,itime, date0,jour,debut,lafin,
922     e                rlon, rlat, cufi, cvfi,
923     e                knon, nisurf, knindex, pctsrf,
924     $                soil_model,tsoil,qsol,
925     e                ok_veget, ocean, npas, nexca,
926     e                rmu0, co2_ppm, rugos, rugoro,
927     e                u1lay,v1lay,coef,
928     e                t,q,ts,paprs,pplay,
929     e                delp,radsol,albedo,alblw,snow,qsurf,
930     e                precip_rain, precip_snow, fder, taux, tauy,
[590]931c -- LOOP
932     e                ywindsp,
933c -- LOOP
[524]934     $                sollw, sollwdown, swnet,fluxlat,
935     s                pctsrf_new, agesno,
936     s                d_t, d_q, d_ts, z0_new,
937     s                flux_t, flux_q,dflux_s,dflux_l,
938     s                fqcalving,ffonte,run_off_lic_0)
939
940      USE interface_surf
[634]941      USE dimphy
[524]942      IMPLICIT none
943c======================================================================
944c Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930818
945c Objet: diffusion verticale de "q" et de "h"
946c======================================================================
947#include "dimensions.h"
[634]948cym#include "dimphy.h"
[524]949#include "YOMCST.h"
950#include "YOETHF.h"
951#include "FCTTRE.h"
952#include "indicesol.h"
953#include "dimsoil.h"
[541]954#include "iniprint.h"
[524]955
956c Arguments:
957      INTEGER knon
958      REAL dtime              ! intervalle du temps (s)
959      real date0
960      REAL u1lay(klon)        ! vitesse u de la 1ere couche (m/s)
961      REAL v1lay(klon)        ! vitesse v de la 1ere couche (m/s)
962      REAL coef(klon,klev)    ! le coefficient d'echange (m**2/s)
963c                               multiplie par le cisaillement du
964c                               vent (dV/dz); la premiere valeur
965c                               indique la valeur de Cdrag (sans unite)
966      REAL t(klon,klev)       ! temperature (K)
967      REAL q(klon,klev)       ! humidite specifique (kg/kg)
968      REAL ts(klon)           ! temperature du sol (K)
969      REAL evap(klon)         ! evaporation au sol
970      REAL paprs(klon,klev+1) ! pression a inter-couche (Pa)
971      REAL pplay(klon,klev)   ! pression au milieu de couche (Pa)
972      REAL delp(klon,klev)    ! epaisseur de couche en pression (Pa)
973      REAL radsol(klon)       ! ray. net au sol (Solaire+IR) W/m2
974      REAL albedo(klon)       ! albedo de la surface
975      REAL alblw(klon)
976      REAL snow(klon)         ! hauteur de neige
977      REAL qsurf(klon)         ! humidite de l'air au dessus de la surface
978      real precip_rain(klon), precip_snow(klon)
979      REAL agesno(klon)
980      REAL rugoro(klon)
981      REAL run_off_lic_0(klon)! runof glacier au pas de temps precedent
982      integer jour            ! jour de l'annee en cours
983      real rmu0(klon)         ! cosinus de l'angle solaire zenithal
984      real rugos(klon)        ! rugosite
985      integer knindex(klon)
986      real pctsrf(klon,nbsrf)
987      real rlon(klon), rlat(klon), cufi(klon), cvfi(klon)
988      logical ok_veget
989      REAL co2_ppm            ! taux CO2 atmosphere
990      character*6 ocean
991      integer npas, nexca
[590]992c -- LOOP
993       REAL yu10mx(klon)
994       REAL yu10my(klon)
995       REAL ywindsp(klon)
996c -- LOOP
[524]997
[590]998
[524]999c
1000      REAL d_t(klon,klev)     ! incrementation de "t"
1001      REAL d_q(klon,klev)     ! incrementation de "q"
1002      REAL d_ts(klon)         ! incrementation de "ts"
1003      REAL flux_t(klon,klev)  ! (diagnostic) flux de la chaleur
1004c                               sensible, flux de Cp*T, positif vers
1005c                               le bas: j/(m**2 s) c.a.d.: W/m2
1006      REAL flux_q(klon,klev)  ! flux de la vapeur d'eau:kg/(m**2 s)
1007      REAL dflux_s(klon) ! derivee du flux sensible dF/dTs
1008      REAL dflux_l(klon) ! derivee du flux latent dF/dTs
1009cIM cf JLD
1010c Flux thermique utiliser pour fondre la neige
1011      REAL ffonte(klon)
1012c Flux d'eau "perdue" par la surface et nécessaire pour que limiter la
1013c hauteur de neige, en kg/m2/s
1014      REAL fqcalving(klon)
1015c======================================================================
1016      REAL t_grnd  ! temperature de rappel pour glace de mer
1017      PARAMETER (t_grnd=271.35)
1018      REAL t_coup
1019      PARAMETER(t_coup=273.15)
1020c======================================================================
1021      INTEGER i, k
1022      REAL zx_cq(klon,klev)
1023      REAL zx_dq(klon,klev)
1024      REAL zx_ch(klon,klev)
1025      REAL zx_dh(klon,klev)
1026      REAL zx_buf1(klon)
1027      REAL zx_buf2(klon)
1028      REAL zx_coef(klon,klev)
1029      REAL local_h(klon,klev) ! enthalpie potentielle
1030      REAL local_q(klon,klev)
1031      REAL local_ts(klon)
1032      REAL psref(klon) ! pression de reference pour temperature potent.
1033      REAL zx_pkh(klon,klev), zx_pkf(klon,klev)
1034c======================================================================
1035c contre-gradient pour la vapeur d'eau: (kg/kg)/metre
1036      REAL gamq(klon,2:klev)
1037c contre-gradient pour la chaleur sensible: Kelvin/metre
1038      REAL gamt(klon,2:klev)
1039      REAL z_gamaq(klon,2:klev), z_gamah(klon,2:klev)
1040      REAL zdelz
1041c======================================================================
[541]1042#include "compbl.h"
[524]1043c======================================================================
1044c Rajout pour l'interface
1045      integer itime
1046      integer nisurf
1047      logical debut, lafin
1048      real zlev1(klon)
1049      real fder(klon), taux(klon), tauy(klon)
1050      real temp_air(klon), spechum(klon)
1051      real epot_air(klon), ccanopy(klon)
1052      real tq_cdrag(klon), petAcoef(klon), peqAcoef(klon)
1053      real petBcoef(klon), peqBcoef(klon)
1054      real sollw(klon), sollwdown(klon), swnet(klon), swdown(klon)
1055      real p1lay(klon)
1056c$$$C PB ajout pour soil
1057      LOGICAL soil_model
1058      REAL tsoil(klon, nsoilmx)
1059      REAL qsol(klon)
1060
1061! Parametres de sortie
1062      real fluxsens(klon), fluxlat(klon)
1063      real tsol_rad(klon), tsurf_new(klon), alb_new(klon)
1064      real emis_new(klon), z0_new(klon)
1065      real pctsrf_new(klon,nbsrf)
1066c JLD
1067      real zzpk
1068C
1069      character (len = 20) :: modname = 'Debut clqh'
1070      LOGICAL check
1071      PARAMETER (check=.false.)
1072C
1073      if (check) THEN
1074          write(*,*) modname,' nisurf=',nisurf
1075          call flush(6)
1076      endif
1077c
1078      if (check) THEN
1079       WRITE(*,*)' qsurf (min, max)'
1080     $     , minval(qsurf(1:knon)), maxval(qsurf(1:knon))
1081       call flush(6)
1082      ENDIF
1083C
[541]1084C
1085      if (iflag_pbl.eq.1) then
[524]1086        do k = 3, klev
1087          do i = 1, knon
1088            gamq(i,k)= 0.0
1089            gamt(i,k)=  -1.0e-03
1090          enddo
1091        enddo
1092        do i = 1, knon
1093          gamq(i,2) = 0.0
1094          gamt(i,2) = -2.5e-03
1095        enddo
[541]1096      else
1097        do k = 2, klev
1098          do i = 1, knon
1099            gamq(i,k) = 0.0
1100            gamt(i,k) = 0.0
1101          enddo
1102        enddo
[524]1103      endif
1104
1105      DO i = 1, knon
1106         psref(i) = paprs(i,1) !pression de reference est celle au sol
1107         local_ts(i) = ts(i)
1108      ENDDO
1109      DO k = 1, klev
1110      DO i = 1, knon
1111         zx_pkh(i,k) = (psref(i)/paprs(i,k))**RKAPPA
1112         zx_pkf(i,k) = (psref(i)/pplay(i,k))**RKAPPA
1113         local_h(i,k) = RCPD * t(i,k) * zx_pkf(i,k)
1114         local_q(i,k) = q(i,k)
1115      ENDDO
1116      ENDDO
1117c
1118c Convertir les coefficients en variables convenables au calcul:
1119c
1120c
1121      DO k = 2, klev
1122      DO i = 1, knon
1123         zx_coef(i,k) = coef(i,k)*RG/(pplay(i,k-1)-pplay(i,k))
1124     .                  *(paprs(i,k)*2/(t(i,k)+t(i,k-1))/RD)**2
1125         zx_coef(i,k) = zx_coef(i,k) * dtime*RG
1126      ENDDO
1127      ENDDO
1128c
1129c Preparer les flux lies aux contre-gardients
1130c
1131      DO k = 2, klev
1132      DO i = 1, knon
1133         zdelz = RD * (t(i,k-1)+t(i,k))/2.0 / RG /paprs(i,k)
1134     .              *(pplay(i,k-1)-pplay(i,k))
1135         z_gamaq(i,k) = gamq(i,k) * zdelz
1136         z_gamah(i,k) = gamt(i,k) * zdelz *RCPD * zx_pkh(i,k)
1137      ENDDO
1138      ENDDO
1139      DO i = 1, knon
1140         zx_buf1(i) = zx_coef(i,klev) + delp(i,klev)
1141         zx_cq(i,klev) = (local_q(i,klev)*delp(i,klev)
1142     .                   -zx_coef(i,klev)*z_gamaq(i,klev))/zx_buf1(i)
1143         zx_dq(i,klev) = zx_coef(i,klev) / zx_buf1(i)
1144c
1145         zzpk=(pplay(i,klev)/psref(i))**RKAPPA
1146         zx_buf2(i) = zzpk*delp(i,klev) + zx_coef(i,klev)
1147         zx_ch(i,klev) = (local_h(i,klev)*zzpk*delp(i,klev)
1148     .                   -zx_coef(i,klev)*z_gamah(i,klev))/zx_buf2(i)
1149         zx_dh(i,klev) = zx_coef(i,klev) / zx_buf2(i)
1150      ENDDO
1151      DO k = klev-1, 2 , -1
1152      DO i = 1, knon
1153         zx_buf1(i) = delp(i,k)+zx_coef(i,k)
1154     .               +zx_coef(i,k+1)*(1.-zx_dq(i,k+1))
1155         zx_cq(i,k) = (local_q(i,k)*delp(i,k)
1156     .                 +zx_coef(i,k+1)*zx_cq(i,k+1)
1157     .                 +zx_coef(i,k+1)*z_gamaq(i,k+1)
1158     .                 -zx_coef(i,k)*z_gamaq(i,k))/zx_buf1(i)
1159         zx_dq(i,k) = zx_coef(i,k) / zx_buf1(i)
1160c
1161         zzpk=(pplay(i,k)/psref(i))**RKAPPA
1162         zx_buf2(i) = zzpk*delp(i,k)+zx_coef(i,k)
1163     .               +zx_coef(i,k+1)*(1.-zx_dh(i,k+1))
1164         zx_ch(i,k) = (local_h(i,k)*zzpk*delp(i,k)
1165     .                 +zx_coef(i,k+1)*zx_ch(i,k+1)
1166     .                 +zx_coef(i,k+1)*z_gamah(i,k+1)
1167     .                 -zx_coef(i,k)*z_gamah(i,k))/zx_buf2(i)
1168         zx_dh(i,k) = zx_coef(i,k) / zx_buf2(i)
1169      ENDDO
1170      ENDDO
1171C
1172C nouvelle formulation JL Dufresne
1173C
1174C q1 = zx_cq(i,1) + zx_dq(i,1) * Flux_Q(i,1) * dt
1175C h1 = zx_ch(i,1) + zx_dh(i,1) * Flux_H(i,1) * dt
1176C
1177      DO i = 1, knon
1178         zx_buf1(i) = delp(i,1) + zx_coef(i,2)*(1.-zx_dq(i,2))
1179         zx_cq(i,1) = (local_q(i,1)*delp(i,1)
1180     .                 +zx_coef(i,2)*(z_gamaq(i,2)+zx_cq(i,2)))
1181     .                /zx_buf1(i)
1182         zx_dq(i,1) = -1. * RG / zx_buf1(i)
1183c
1184         zzpk=(pplay(i,1)/psref(i))**RKAPPA
1185         zx_buf2(i) = zzpk*delp(i,1) + zx_coef(i,2)*(1.-zx_dh(i,2))
1186         zx_ch(i,1) = (local_h(i,1)*zzpk*delp(i,1)
1187     .                 +zx_coef(i,2)*(z_gamah(i,2)+zx_ch(i,2)))
1188     .                /zx_buf2(i)
1189         zx_dh(i,1) = -1. * RG / zx_buf2(i)
1190      ENDDO
1191
1192C Appel a interfsurf (appel generique) routine d'interface avec la surface
1193
1194c initialisation
1195       petAcoef =0.
1196        peqAcoef = 0.
1197        petBcoef =0.
1198        peqBcoef = 0.
1199        p1lay =0.
1200       
1201c      do i = 1, knon
1202        petAcoef(1:knon) = zx_ch(1:knon,1)
1203        peqAcoef(1:knon) = zx_cq(1:knon,1)
1204        petBcoef(1:knon) =  zx_dh(1:knon,1)
1205        peqBcoef(1:knon) = zx_dq(1:knon,1)
1206        tq_cdrag(1:knon) =coef(1:knon,1)
1207        temp_air(1:knon) =t(1:knon,1)
1208        epot_air(1:knon) =local_h(1:knon,1)
1209        spechum(1:knon)=q(1:knon,1)
1210        p1lay(1:knon) = pplay(1:knon,1)
1211        zlev1(1:knon) = delp(1:knon,1)
1212c        swnet = swdown * (1. - albedo)
1213        swdown(1:knon) = swnet(1:knon)
1214c      enddo
1215      ccanopy = co2_ppm
1216
[634]1217!      if (monocpu) then
1218
[524]1219      CALL interfsurf(itime, dtime, date0, jour, rmu0,
1220     e klon, iim, jjm, nisurf, knon, knindex, pctsrf,
1221     e rlon, rlat, cufi, cvfi,
1222     e debut, lafin, ok_veget, soil_model, nsoilmx,tsoil, qsol,
1223     e zlev1,  u1lay, v1lay, temp_air, spechum, epot_air, ccanopy,
1224     e tq_cdrag, petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef,
1225     e precip_rain, precip_snow, sollw, sollwdown, swnet, swdown,
[590]1226     e fder, taux, tauy,
1227c -- LOOP
1228     e ywindsp,
1229c -- LOOP
1230     e rugos, rugoro,
[524]1231     e albedo, snow, qsurf,
1232     e ts, p1lay, psref, radsol,
1233     e ocean, npas, nexca, zmasq,
1234     s evap, fluxsens, fluxlat, dflux_l, dflux_s,             
1235     s tsol_rad, tsurf_new, alb_new, alblw, emis_new, z0_new,
1236     s pctsrf_new, agesno,fqcalving,ffonte, run_off_lic_0)
1237
[634]1238!      else
1239       
1240!       STOP 'clmain : interfsurf n est pas encore parallelise => abort'
1241       
1242!      endif
1243     
[524]1244
1245      do i = 1, knon
1246        flux_t(i,1) = fluxsens(i)
1247        flux_q(i,1) = - evap(i)
1248        d_ts(i) = tsurf_new(i) - ts(i)
1249        albedo(i) = alb_new(i)
1250      enddo
1251
1252c==== une fois on a zx_h_ts, on peut faire l'iteration ========
1253      DO i = 1, knon
1254         local_h(i,1) = zx_ch(i,1) + zx_dh(i,1)*flux_t(i,1)*dtime
1255         local_q(i,1) = zx_cq(i,1) + zx_dq(i,1)*flux_q(i,1)*dtime
1256      ENDDO
1257      DO k = 2, klev
1258      DO i = 1, knon
1259        local_q(i,k) = zx_cq(i,k) + zx_dq(i,k)*local_q(i,k-1)
1260        local_h(i,k) = zx_ch(i,k) + zx_dh(i,k)*local_h(i,k-1)
1261      ENDDO
1262      ENDDO
1263c======================================================================
1264c== flux_q est le flux de vapeur d'eau: kg/(m**2 s)  positive vers bas
1265c== flux_t est le flux de cpt (energie sensible): j/(m**2 s)
1266      DO k = 2, klev
1267      DO i = 1, knon
1268        flux_q(i,k) = (zx_coef(i,k)/RG/dtime)
1269     .                * (local_q(i,k)-local_q(i,k-1)+z_gamaq(i,k))
1270        flux_t(i,k) = (zx_coef(i,k)/RG/dtime)
1271     .                * (local_h(i,k)-local_h(i,k-1)+z_gamah(i,k))
1272     .                / zx_pkh(i,k)
1273      ENDDO
1274      ENDDO
1275c======================================================================
1276C Calcul tendances
1277      DO k = 1, klev
1278      DO i = 1, knon
1279         d_t(i,k) = local_h(i,k)/zx_pkf(i,k)/RCPD - t(i,k)
1280         d_q(i,k) = local_q(i,k) - q(i,k)
1281      ENDDO
1282      ENDDO
1283c
1284
1285      RETURN
1286      END
1287      SUBROUTINE clvent(knon,dtime, u1lay,v1lay,coef,t,ven,
1288     e                  paprs,pplay,delp,
1289     s                  d_ven,flux_v)
[634]1290      use dimphy
[524]1291      IMPLICIT none
1292c======================================================================
1293c Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930818
1294c Objet: diffusion vertical de la vitesse "ven"
1295c======================================================================
1296c Arguments:
1297c dtime----input-R- intervalle du temps (en second)
1298c u1lay----input-R- vent u de la premiere couche (m/s)
1299c v1lay----input-R- vent v de la premiere couche (m/s)
1300c coef-----input-R- le coefficient d'echange (m**2/s) multiplie par
1301c                   le cisaillement du vent (dV/dz); la premiere
1302c                   valeur indique la valeur de Cdrag (sans unite)
1303c t--------input-R- temperature (K)
1304c ven------input-R- vitesse horizontale (m/s)
1305c paprs----input-R- pression a inter-couche (Pa)
1306c pplay----input-R- pression au milieu de couche (Pa)
1307c delp-----input-R- epaisseur de couche (Pa)
1308c
1309c
1310c d_ven----output-R- le changement de "ven"
1311c flux_v---output-R- (diagnostic) flux du vent: (kg m/s)/(m**2 s)
1312c======================================================================
[634]1313cym#include "dimensions.h"
1314cym#include "dimphy.h"
[541]1315#include "iniprint.h"
[524]1316      INTEGER knon
1317      REAL dtime
1318      REAL u1lay(klon), v1lay(klon)
1319      REAL coef(klon,klev)
1320      REAL t(klon,klev), ven(klon,klev)
1321      REAL paprs(klon,klev+1), pplay(klon,klev), delp(klon,klev)
1322      REAL d_ven(klon,klev)
1323      REAL flux_v(klon,klev)
1324c======================================================================
1325#include "YOMCST.h"
1326c======================================================================
1327      INTEGER i, k
1328      REAL zx_cv(klon,2:klev)
1329      REAL zx_dv(klon,2:klev)
1330      REAL zx_buf(klon)
1331      REAL zx_coef(klon,klev)
1332      REAL local_ven(klon,klev)
1333      REAL zx_alf1(klon), zx_alf2(klon)
1334c======================================================================
1335      DO k = 1, klev
1336      DO i = 1, knon
1337         local_ven(i,k) = ven(i,k)
1338      ENDDO
1339      ENDDO
1340c======================================================================
1341      DO i = 1, knon
1342ccc         zx_alf1(i) = (paprs(i,1)-pplay(i,2))/(pplay(i,1)-pplay(i,2))
1343         zx_alf1(i) = 1.0
1344         zx_alf2(i) = 1.0 - zx_alf1(i)
1345         zx_coef(i,1) = coef(i,1)
1346     .                 * (1.0+SQRT(u1lay(i)**2+v1lay(i)**2))
1347     .                 * pplay(i,1)/(RD*t(i,1))
1348         zx_coef(i,1) = zx_coef(i,1) * dtime*RG
1349      ENDDO
1350c======================================================================
1351      DO k = 2, klev
1352      DO i = 1, knon
1353         zx_coef(i,k) = coef(i,k)*RG/(pplay(i,k-1)-pplay(i,k))
1354     .                  *(paprs(i,k)*2/(t(i,k)+t(i,k-1))/RD)**2
1355         zx_coef(i,k) = zx_coef(i,k) * dtime*RG
1356      ENDDO
1357      ENDDO
1358c======================================================================
1359      DO i = 1, knon
1360         zx_buf(i) = delp(i,1) + zx_coef(i,1)*zx_alf1(i)+zx_coef(i,2)
1361         zx_cv(i,2) = local_ven(i,1)*delp(i,1) / zx_buf(i)
1362         zx_dv(i,2) = (zx_coef(i,2)-zx_alf2(i)*zx_coef(i,1))
1363     .                /zx_buf(i)
1364      ENDDO
1365      DO k = 3, klev
1366      DO i = 1, knon
1367         zx_buf(i) = delp(i,k-1) + zx_coef(i,k)
1368     .                         + zx_coef(i,k-1)*(1.-zx_dv(i,k-1))
1369         zx_cv(i,k) = (local_ven(i,k-1)*delp(i,k-1)
1370     .                  +zx_coef(i,k-1)*zx_cv(i,k-1) )/zx_buf(i)
1371         zx_dv(i,k) = zx_coef(i,k)/zx_buf(i)
1372      ENDDO
1373      ENDDO
1374      DO i = 1, knon
1375         local_ven(i,klev) = ( local_ven(i,klev)*delp(i,klev)
1376     .                        +zx_coef(i,klev)*zx_cv(i,klev) )
1377     .                   / ( delp(i,klev) + zx_coef(i,klev)
1378     .                       -zx_coef(i,klev)*zx_dv(i,klev) )
1379      ENDDO
1380      DO k = klev-1, 1, -1
1381      DO i = 1, knon
1382         local_ven(i,k) = zx_cv(i,k+1) + zx_dv(i,k+1)*local_ven(i,k+1)
1383      ENDDO
1384      ENDDO
1385c======================================================================
1386c== flux_v est le flux de moment angulaire (positif vers bas)
1387c== dont l'unite est: (kg m/s)/(m**2 s)
1388      DO i = 1, knon
1389         flux_v(i,1) = zx_coef(i,1)/(RG*dtime)
1390     .                 *(local_ven(i,1)*zx_alf1(i)
1391     .                  +local_ven(i,2)*zx_alf2(i))
1392      ENDDO
1393      DO k = 2, klev
1394      DO i = 1, knon
1395         flux_v(i,k) = zx_coef(i,k)/(RG*dtime)
1396     .               * (local_ven(i,k)-local_ven(i,k-1))
1397      ENDDO
1398      ENDDO
1399c
1400      DO k = 1, klev
1401      DO i = 1, knon
1402         d_ven(i,k) = local_ven(i,k) - ven(i,k)
1403      ENDDO
1404      ENDDO
1405c
1406      RETURN
1407      END
1408      SUBROUTINE coefkz(nsrf, knon, paprs, pplay,
1409cIM 261103
1410     .                  ksta, ksta_ter,
1411cIM 261103
1412     .                  ts, rugos,
1413     .                  u,v,t,q,
1414     .                  qsurf,
1415     .                  pcfm, pcfh)
[634]1416      USE dimphy
[524]1417      IMPLICIT none
1418c======================================================================
1419c Auteur(s) F. Hourdin, M. Forichon, Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930922
1420c           (une version strictement identique a l'ancien modele)
1421c Objet: calculer le coefficient du frottement du sol (Cdrag) et les
1422c        coefficients d'echange turbulent dans l'atmosphere.
1423c Arguments:
1424c nsrf-----input-I- indicateur de la nature du sol
1425c knon-----input-I- nombre de points a traiter
1426c paprs----input-R- pression a chaque intercouche (en Pa)
1427c pplay----input-R- pression au milieu de chaque couche (en Pa)
1428c ts-------input-R- temperature du sol (en Kelvin)
1429c rugos----input-R- longeur de rugosite (en m)
1430c u--------input-R- vitesse u
1431c v--------input-R- vitesse v
1432c t--------input-R- temperature (K)
1433c q--------input-R- vapeur d'eau (kg/kg)
1434c
1435c itop-----output-I- numero de couche du sommet de la couche limite
1436c pcfm-----output-R- coefficients a calculer (vitesse)
1437c pcfh-----output-R- coefficients a calculer (chaleur et humidite)
1438c======================================================================
[634]1439cym#include "dimensions.h"
1440cym#include "dimphy.h"
[524]1441#include "YOMCST.h"
1442#include "indicesol.h"
[541]1443#include "iniprint.h"
[524]1444c
1445c Arguments:
1446c
1447      INTEGER knon, nsrf
1448      REAL ts(klon)
1449      REAL paprs(klon,klev+1), pplay(klon,klev)
1450      REAL u(klon,klev), v(klon,klev), t(klon,klev), q(klon,klev)
1451      REAL rugos(klon)
1452c
1453      REAL pcfm(klon,klev), pcfh(klon,klev)
1454      INTEGER itop(klon)
1455c
1456c Quelques constantes et options:
1457c
1458      REAL cepdu2, ckap, cb, cc, cd, clam
1459      PARAMETER (cepdu2 =(0.1)**2)
1460      PARAMETER (CKAP=0.4)
1461      PARAMETER (cb=5.0)
1462      PARAMETER (cc=5.0)
1463      PARAMETER (cd=5.0)
1464      PARAMETER (clam=160.0)
1465      REAL ratqs ! largeur de distribution de vapeur d'eau
1466      PARAMETER (ratqs=0.05)
1467      LOGICAL richum ! utilise le nombre de Richardson humide
1468      PARAMETER (richum=.TRUE.)
1469      REAL ric ! nombre de Richardson critique
1470      PARAMETER(ric=0.4)
1471      REAL prandtl
1472      PARAMETER (prandtl=0.4)
1473      REAL kstable ! diffusion minimale (situation stable)
1474      ! GKtest
1475      ! PARAMETER (kstable=1.0e-10)
1476      REAL ksta, ksta_ter
1477cIM: 261103     REAL kstable_ter, kstable_sinon
1478cIM: 211003 cf GK   PARAMETER (kstable_ter = 1.0e-6)
1479cIM: 261103     PARAMETER (kstable_ter = 1.0e-8)
1480cIM: 261103   PARAMETER (kstable_ter = 1.0e-10)
1481cIM: 261103   PARAMETER (kstable_sinon = 1.0e-10)
1482      ! fin GKtest
1483      REAL mixlen ! constante controlant longueur de melange
1484      PARAMETER (mixlen=35.0)
1485      INTEGER isommet ! le sommet de la couche limite
[634]1486cym      PARAMETER (isommet=klev)
[524]1487      LOGICAL tvirtu ! calculer Ri d'une maniere plus performante
1488      PARAMETER (tvirtu=.TRUE.)
1489      LOGICAL opt_ec ! formule du Centre Europeen dans l'atmosphere
1490      PARAMETER (opt_ec=.FALSE.)
[541]1491
1492#include "compbl.h"
[524]1493c
1494c Variables locales:
1495c
1496      INTEGER i, k
1497      REAL zgeop(klon,klev)
1498      REAL zmgeom(klon)
1499      REAL zri(klon)
1500      REAL zl2(klon)
1501
1502      REAL u1(klon), v1(klon), t1(klon), q1(klon), z1(klon)
1503      REAL pcfm1(klon), pcfh1(klon)
1504c
1505      REAL zdphi, zdu2, ztvd, ztvu, zcdn
1506      REAL zscf
1507      REAL zt, zq, zdelta, zcvm5, zcor, zqs, zfr, zdqs
1508      REAL z2geomf, zalh2, zalm2, zscfh, zscfm
1509      REAL t_coup
1510      PARAMETER (t_coup=273.15)
1511cIM
1512      LOGICAL check
1513      PARAMETER (check=.false.)
1514c
1515c contre-gradient pour la chaleur sensible: Kelvin/metre
1516      REAL gamt(2:klev)
1517      real qsurf(klon)
1518c
1519      LOGICAL appel1er
1520      SAVE appel1er
1521c
1522c Fonctions thermodynamiques et fonctions d'instabilite
1523      REAL fsta, fins, x
1524      LOGICAL zxli ! utiliser un jeu de fonctions simples
1525      PARAMETER (zxli=.FALSE.)
1526c
1527#include "YOETHF.h"
1528#include "FCTTRE.h"
1529      fsta(x) = 1.0 / (1.0+10.0*x*(1+8.0*x))
1530      fins(x) = SQRT(1.0-18.0*x)
1531c
1532      DATA appel1er /.TRUE./
1533c
[634]1534cym
1535      isommet=klev
1536     
[524]1537      IF (appel1er) THEN
[541]1538        if (prt_level > 9) THEN
1539          WRITE(lunout,*)'coefkz, opt_ec:', opt_ec
1540          WRITE(lunout,*)'coefkz, richum:', richum
1541          IF (richum) WRITE(lunout,*)'coefkz, ratqs:', ratqs
1542          WRITE(lunout,*)'coefkz, isommet:', isommet
1543          WRITE(lunout,*)'coefkz, tvirtu:', tvirtu
1544          appel1er = .FALSE.
1545        endif
[524]1546      ENDIF
1547c
1548c Initialiser les sorties
1549c
1550      DO k = 1, klev
1551      DO i = 1, knon
1552         pcfm(i,k) = 0.0
1553         pcfh(i,k) = 0.0
1554      ENDDO
1555      ENDDO
1556      DO i = 1, knon
1557         itop(i) = 0
1558      ENDDO
1559
1560c
1561c Prescrire la valeur de contre-gradient
1562c
[541]1563      if (iflag_pbl.eq.1) then
[524]1564         DO k = 3, klev
1565            gamt(k) = -1.0E-03
1566         ENDDO
1567         gamt(2) = -2.5E-03
[541]1568      else
1569         DO k = 2, klev
1570            gamt(k) = 0.0
1571         ENDDO
[524]1572      ENDIF
1573cIM cf JLD/ GKtest
1574      IF ( nsrf .NE. is_oce ) THEN
1575cIM 261103     kstable = kstable_ter
1576        kstable = ksta_ter
1577      ELSE
1578cIM 261103     kstable = kstable_sinon
1579        kstable = ksta
1580      ENDIF
1581cIM cf JLD/ GKtest fin
1582c
1583c Calculer les geopotentiels de chaque couche
1584c
1585      DO i = 1, knon
1586         zgeop(i,1) = RD * t(i,1) / (0.5*(paprs(i,1)+pplay(i,1)))
1587     .                   * (paprs(i,1)-pplay(i,1))
1588      ENDDO
1589      DO k = 2, klev
1590      DO i = 1, knon
1591         zgeop(i,k) = zgeop(i,k-1)
1592     .              + RD * 0.5*(t(i,k-1)+t(i,k)) / paprs(i,k)
1593     .                   * (pplay(i,k-1)-pplay(i,k))
1594      ENDDO
1595      ENDDO
1596c
1597c Calculer le frottement au sol (Cdrag)
1598c
1599      DO i = 1, knon
1600       u1(i) = u(i,1)
1601       v1(i) = v(i,1)
1602       t1(i) = t(i,1)
1603       q1(i) = q(i,1)
1604       z1(i) = zgeop(i,1)
1605      ENDDO
1606c
1607      CALL clcdrag(klon, knon, nsrf, zxli,
1608     $             u1, v1, t1, q1, z1,
1609     $             ts, qsurf, rugos,
1610     $             pcfm1, pcfh1)
1611cIM  $             ts, qsurf, rugos,
1612C
1613      DO i = 1, knon
1614       pcfm(i,1)=pcfm1(i)
1615       pcfh(i,1)=pcfh1(i)
1616      ENDDO
1617c
1618c Calculer les coefficients turbulents dans l'atmosphere
1619c
1620      DO i = 1, knon
1621         itop(i) = isommet
1622      ENDDO
1623
1624
1625      DO k = 2, isommet
1626      DO i = 1, knon
1627            zdu2=MAX(cepdu2,(u(i,k)-u(i,k-1))**2
1628     .                     +(v(i,k)-v(i,k-1))**2)
1629            zmgeom(i)=zgeop(i,k)-zgeop(i,k-1)
1630            zdphi =zmgeom(i) / 2.0
1631            zt = (t(i,k)+t(i,k-1)) * 0.5
1632            zq = (q(i,k)+q(i,k-1)) * 0.5
1633c
1634c           calculer Qs et dQs/dT:
1635c
1636            IF (thermcep) THEN
1637              zdelta = MAX(0.,SIGN(1.,RTT-zt))
1638              zcvm5 = R5LES*RLVTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq)*(1.-zdelta)
1639     .            + R5IES*RLSTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq)*zdelta
1640              zqs = R2ES * FOEEW(zt,zdelta) / pplay(i,k)
1641              zqs = MIN(0.5,zqs)
1642              zcor = 1./(1.-RETV*zqs)
1643              zqs = zqs*zcor
1644              zdqs = FOEDE(zt,zdelta,zcvm5,zqs,zcor)
1645            ELSE
1646              IF (zt .LT. t_coup) THEN
1647                 zqs = qsats(zt) / pplay(i,k)
1648                 zdqs = dqsats(zt,zqs)
1649              ELSE
1650                 zqs = qsatl(zt) / pplay(i,k)
1651                 zdqs = dqsatl(zt,zqs)
1652              ENDIF
1653            ENDIF
1654c
1655c           calculer la fraction nuageuse (processus humide):
1656c
1657            zfr = (zq+ratqs*zq-zqs) / (2.0*ratqs*zq)
1658            zfr = MAX(0.0,MIN(1.0,zfr))
1659            IF (.NOT.richum) zfr = 0.0
1660c
1661c           calculer le nombre de Richardson:
1662c
1663            IF (tvirtu) THEN
1664            ztvd =( t(i,k)
1665     .             + zdphi/RCPD/(1.+RVTMP2*zq)
1666     .              *( (1.-zfr) + zfr*(1.+RLVTT*zqs/RD/zt)/(1.+zdqs) )
1667     .            )*(1.+RETV*q(i,k))
1668            ztvu =( t(i,k-1)
1669     .             - zdphi/RCPD/(1.+RVTMP2*zq)
1670     .              *( (1.-zfr) + zfr*(1.+RLVTT*zqs/RD/zt)/(1.+zdqs) )
1671     .            )*(1.+RETV*q(i,k-1))
1672            zri(i) =zmgeom(i)*(ztvd-ztvu)/(zdu2*0.5*(ztvd+ztvu))
1673            zri(i) = zri(i)
1674     .             + zmgeom(i)*zmgeom(i)/RG*gamt(k)
1675     .               *(paprs(i,k)/101325.0)**RKAPPA
1676     .               /(zdu2*0.5*(ztvd+ztvu))
1677c
1678            ELSE ! calcul de Ridchardson compatible LMD5
1679c
1680            zri(i) =(RCPD*(t(i,k)-t(i,k-1))
1681     .              -RD*0.5*(t(i,k)+t(i,k-1))/paprs(i,k)
1682     .               *(pplay(i,k)-pplay(i,k-1))
1683     .              )*zmgeom(i)/(zdu2*0.5*RCPD*(t(i,k-1)+t(i,k)))
1684            zri(i) = zri(i) +
1685     .             zmgeom(i)*zmgeom(i)*gamt(k)/RG
1686cSB     .             /(paprs(i,k)/101325.0)**RKAPPA
1687     .             *(paprs(i,k)/101325.0)**RKAPPA
1688     .             /(zdu2*0.5*(t(i,k-1)+t(i,k)))
1689            ENDIF
1690c
1691c           finalement, les coefficients d'echange sont obtenus:
1692c
1693            zcdn=SQRT(zdu2) / zmgeom(i) * RG
1694c
1695          IF (opt_ec) THEN
1696            z2geomf=zgeop(i,k-1)+zgeop(i,k)
1697            zalm2=(0.5*ckap/RG*z2geomf
1698     .             /(1.+0.5*ckap/rg/clam*z2geomf))**2
1699            zalh2=(0.5*ckap/rg*z2geomf
1700     .             /(1.+0.5*ckap/RG/(clam*SQRT(1.5*cd))*z2geomf))**2
1701            IF (zri(i).LT.0.0) THEN  ! situation instable
1702               zscf = ((zgeop(i,k)/zgeop(i,k-1))**(1./3.)-1.)**3
1703     .                / (zmgeom(i)/RG)**3 / (zgeop(i,k-1)/RG)
1704               zscf = SQRT(-zri(i)*zscf)
1705               zscfm = 1.0 / (1.0+3.0*cb*cc*zalm2*zscf)
1706               zscfh = 1.0 / (1.0+3.0*cb*cc*zalh2*zscf)
1707               pcfm(i,k)=zcdn*zalm2*(1.-2.0*cb*zri(i)*zscfm)
1708               pcfh(i,k)=zcdn*zalh2*(1.-3.0*cb*zri(i)*zscfh)
1709            ELSE ! situation stable
1710               zscf=SQRT(1.+cd*zri(i))
1711               pcfm(i,k)=zcdn*zalm2/(1.+2.0*cb*zri(i)/zscf)
1712               pcfh(i,k)=zcdn*zalh2/(1.+3.0*cb*zri(i)*zscf)
1713            ENDIF
1714          ELSE
1715            zl2(i)=(mixlen*MAX(0.0,(paprs(i,k)-paprs(i,itop(i)+1))
1716     .                          /(paprs(i,2)-paprs(i,itop(i)+1)) ))**2
1717            pcfm(i,k)=sqrt(max(zcdn*zcdn*(ric-zri(i))/ric, kstable))
1718            pcfm(i,k)= zl2(i)* pcfm(i,k)
1719            pcfh(i,k) = pcfm(i,k) /prandtl ! h et m different
1720          ENDIF
1721      ENDDO
1722      ENDDO
1723c
1724c Au-dela du sommet, pas de diffusion turbulente:
1725c
1726      DO i = 1, knon
1727         IF (itop(i)+1 .LE. klev) THEN
1728            DO k = itop(i)+1, klev
1729               pcfh(i,k) = 0.0
1730               pcfm(i,k) = 0.0
1731            ENDDO
1732         ENDIF
1733      ENDDO
1734c
1735      RETURN
1736      END
1737
1738      SUBROUTINE coefkz2(nsrf, knon, paprs, pplay,t,
1739     .                  pcfm, pcfh)
[634]1740      USE dimphy
[524]1741      IMPLICIT none
1742c======================================================================
1743c J'introduit un peu de diffusion sauf dans les endroits
1744c ou une forte inversion est presente
1745c On peut dire qu'il represente la convection peu profonde
1746c
1747c Arguments:
1748c nsrf-----input-I- indicateur de la nature du sol
1749c knon-----input-I- nombre de points a traiter
1750c paprs----input-R- pression a chaque intercouche (en Pa)
1751c pplay----input-R- pression au milieu de chaque couche (en Pa)
1752c t--------input-R- temperature (K)
1753c
1754c pcfm-----output-R- coefficients a calculer (vitesse)
1755c pcfh-----output-R- coefficients a calculer (chaleur et humidite)
1756c======================================================================
[634]1757cym#include "dimensions.h"
1758cym#include "dimphy.h"
[524]1759#include "YOMCST.h"
1760#include "indicesol.h"
[541]1761#include "iniprint.h"
[524]1762c
1763c Arguments:
1764c
1765      INTEGER knon, nsrf
1766      REAL paprs(klon,klev+1), pplay(klon,klev)
1767      REAL t(klon,klev)
1768c
1769      REAL pcfm(klon,klev), pcfh(klon,klev)
1770c
1771c Quelques constantes et options:
1772c
1773      REAL prandtl
1774      PARAMETER (prandtl=0.4)
1775      REAL kstable
1776      PARAMETER (kstable=0.002)
1777ccc      PARAMETER (kstable=0.001)
1778      REAL mixlen ! constante controlant longueur de melange
1779      PARAMETER (mixlen=35.0)
1780      REAL seuil ! au-dela l'inversion est consideree trop faible
1781      PARAMETER (seuil=-0.02)
1782ccc      PARAMETER (seuil=-0.04)
1783ccc      PARAMETER (seuil=-0.06)
1784ccc      PARAMETER (seuil=-0.09)
1785c
1786c Variables locales:
1787c
1788      INTEGER i, k, invb(knon)
1789      REAL zl2(knon)
1790      REAL zdthmin(knon), zdthdp
1791c
1792c Initialiser les sorties
1793c
1794      DO k = 1, klev
1795      DO i = 1, knon
1796         pcfm(i,k) = 0.0
1797         pcfh(i,k) = 0.0
1798      ENDDO
1799      ENDDO
1800c
1801c Chercher la zone d'inversion forte
1802c
1803      DO i = 1, knon
1804         invb(i) = klev
1805         zdthmin(i)=0.0
1806      ENDDO
1807      DO k = 2, klev/2-1
1808      DO i = 1, knon
1809         zdthdp = (t(i,k)-t(i,k+1))/(pplay(i,k)-pplay(i,k+1))
1810     .          - RD * 0.5*(t(i,k)+t(i,k+1))/RCPD/paprs(i,k+1)
1811         zdthdp = zdthdp * 100.0
1812         IF (pplay(i,k).GT.0.8*paprs(i,1) .AND.
1813     .       zdthdp.LT.zdthmin(i) ) THEN
1814            zdthmin(i) = zdthdp
1815            invb(i) = k
1816         ENDIF
1817      ENDDO
1818      ENDDO
1819c
1820c Introduire une diffusion:
1821c
1822      DO k = 2, klev
1823      DO i = 1, knon
1824cIM cf FH/GK   IF ( (nsrf.NE.is_oce) .OR.  ! si ce n'est pas sur l'ocean
1825cIM cf FH/GK  .     (invb(i).EQ.klev) .OR. ! s'il n'y a pas d'inversion
1826      !IM cf JLD/ GKtest TERkz2
1827      ! IF ( (nsrf.EQ.is_ter) .OR.  ! si on est sur la terre
1828      ! fin GKtest
1829      IF ( (nsrf.EQ.is_oce) .AND.  ! si on est sur ocean et si
1830     .     ( (invb(i).EQ.klev) .OR.      ! s'il n'y a pas d'inversion
1831     .     (zdthmin(i).GT.seuil) ) )THEN ! si l'inversion est trop faible
1832         zl2(i)=(mixlen*MAX(0.0,(paprs(i,k)-paprs(i,klev+1))
1833     .                       /(paprs(i,2)-paprs(i,klev+1)) ))**2
1834         pcfm(i,k)= zl2(i)* kstable
1835         pcfh(i,k) = pcfm(i,k) /prandtl ! h et m different
1836      ENDIF
1837      ENDDO
1838      ENDDO
1839c
1840      RETURN
1841      END
1842      SUBROUTINE calbeta(dtime,indice,knon,snow,qsol,
1843     .                    vbeta,vcal,vdif)
[634]1844      USE dimphy
[524]1845      IMPLICIT none
1846c======================================================================
1847c Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) (adaptation du GCM du LMD)
1848c date: 19940414
1849c======================================================================
1850c
1851c Calculer quelques parametres pour appliquer la couche limite
1852c ------------------------------------------------------------
[634]1853cym#include "dimensions.h"
1854cym#include "dimphy.h"
[524]1855#include "YOMCST.h"
1856#include "indicesol.h"
[541]1857#include "iniprint.h"
[524]1858      REAL tau_gl ! temps de relaxation pour la glace de mer
1859ccc      PARAMETER (tau_gl=86400.0*30.0)
1860      PARAMETER (tau_gl=86400.0*5.0)
1861      REAL mx_eau_sol
1862      PARAMETER (mx_eau_sol=150.0)
1863c
1864      REAL calsol, calsno, calice ! epaisseur du sol: 0.15 m
1865      PARAMETER (calsol=1.0/(2.5578E+06*0.15))
1866      PARAMETER (calsno=1.0/(2.3867E+06*0.15))
1867      PARAMETER (calice=1.0/(5.1444E+06*0.15))
1868C
1869      INTEGER i
1870c
1871      REAL dtime
1872      REAL snow(klon), qsol(klon)
1873      INTEGER indice, knon
1874C
1875      REAL vbeta(klon)
1876      REAL vcal(klon)
1877      REAL vdif(klon)
1878C
1879
1880      IF (indice.EQ.is_oce) THEN
1881      DO i = 1, knon
1882          vcal(i)   = 0.0
1883          vbeta(i)  = 1.0
1884          vdif(i) = 0.0
1885      ENDDO
1886      ENDIF
1887c
1888      IF (indice.EQ.is_sic) THEN
1889      DO i = 1, knon
1890          vcal(i) = calice
1891          IF (snow(i) .GT. 0.0) vcal(i) = calsno
1892          vbeta(i)  = 1.0
1893          vdif(i) = 1.0/tau_gl
1894ccc          vdif(i) = calice/tau_gl ! c'etait une erreur
1895      ENDDO
1896      ENDIF
1897c
1898      IF (indice.EQ.is_ter) THEN
1899      DO i = 1, knon
1900          vcal(i) = calsol
1901          IF (snow(i) .GT. 0.0) vcal(i) = calsno
1902          vbeta(i)  = MIN(2.0*qsol(i)/mx_eau_sol, 1.0)
1903          vdif(i) = 0.0
1904      ENDDO
1905      ENDIF
1906c
1907      IF (indice.EQ.is_lic) THEN
1908      DO i = 1, knon
1909          vcal(i) = calice
1910          IF (snow(i) .GT. 0.0) vcal(i) = calsno
1911          vbeta(i)  = 1.0
1912          vdif(i) = 0.0
1913      ENDDO
1914      ENDIF
1915c
1916      RETURN
1917      END
1918C======================================================================
1919      SUBROUTINE nonlocal(knon, paprs, pplay,
1920     .                    tsol,beta,u,v,t,q,
1921     .                    cd_h, cd_m, pcfh, pcfm, cgh, cgq)
[634]1922      USE dimphy
[524]1923      IMPLICIT none
1924c======================================================================
1925c Laurent Li (LMD/CNRS), le 30 septembre 1998
1926c Couche limite non-locale. Adaptation du code du CCM3.
1927c Code non teste, donc a ne pas utiliser.
1928c======================================================================
1929c Nonlocal scheme that determines eddy diffusivities based on a
1930c diagnosed boundary layer height and a turbulent velocity scale.
1931c Also countergradient effects for heat and moisture are included.
1932c
1933c For more information, see Holtslag, A.A.M., and B.A. Boville, 1993:
1934c Local versus nonlocal boundary-layer diffusion in a global climate
1935c model. J. of Climate, vol. 6, 1825-1842.
1936c======================================================================
[634]1937cym#include "dimensions.h"
1938cym#include "dimphy.h"
[524]1939#include "YOMCST.h"
[541]1940#include "iniprint.h"
[524]1941c
1942c Arguments:
1943c
1944      INTEGER knon ! nombre de points a calculer
1945      REAL tsol(klon) ! temperature du sol (K)
1946      REAL beta(klon) ! efficacite d'evaporation (entre 0 et 1)
1947      REAL paprs(klon,klev+1) ! pression a inter-couche (Pa)
1948      REAL pplay(klon,klev)   ! pression au milieu de couche (Pa)
1949      REAL u(klon,klev) ! vitesse U (m/s)
1950      REAL v(klon,klev) ! vitesse V (m/s)
1951      REAL t(klon,klev) ! temperature (K)
1952      REAL q(klon,klev) ! vapeur d'eau (kg/kg)
1953      REAL cd_h(klon) ! coefficient de friction au sol pour chaleur
1954      REAL cd_m(klon) ! coefficient de friction au sol pour vitesse
1955c
1956      INTEGER isommet
[634]1957cym      PARAMETER (isommet=klev)
[524]1958      REAL vk
1959      PARAMETER (vk=0.40)
1960      REAL ricr
1961      PARAMETER (ricr=0.4)
1962      REAL fak
1963      PARAMETER (fak=8.5)
1964      REAL fakn
1965      PARAMETER (fakn=7.2)
1966      REAL onet
1967      PARAMETER (onet=1.0/3.0)
1968      REAL t_coup
1969      PARAMETER(t_coup=273.15)
1970      REAL zkmin
1971      PARAMETER (zkmin=0.01)
1972      REAL betam
1973      PARAMETER (betam=15.0)
1974      REAL betah
1975      PARAMETER (betah=15.0)
1976      REAL betas
1977      PARAMETER (betas=5.0)
1978      REAL sffrac
1979      PARAMETER (sffrac=0.1)
1980      REAL binm
1981      PARAMETER (binm=betam*sffrac)
1982      REAL binh
1983      PARAMETER (binh=betah*sffrac)
1984      REAL ccon
1985      PARAMETER (ccon=fak*sffrac*vk)
1986c
1987      REAL z(klon,klev)
1988      REAL pcfm(klon,klev), pcfh(klon,klev)
1989c
1990      INTEGER i, k
1991      REAL zxt, zxq, zxu, zxv, zxmod, taux, tauy
1992      REAL zx_alf1, zx_alf2 ! parametres pour extrapolation
1993      REAL khfs(klon)       ! surface kinematic heat flux [mK/s]
1994      REAL kqfs(klon)       ! sfc kinematic constituent flux [m/s]
1995      REAL heatv(klon)      ! surface virtual heat flux
1996      REAL ustar(klon)
1997      REAL rino(klon,klev)  ! bulk Richardon no. from level to ref lev
1998      LOGICAL unstbl(klon)  ! pts w/unstbl pbl (positive virtual ht flx)
1999      LOGICAL stblev(klon)  ! stable pbl with levels within pbl
2000      LOGICAL unslev(klon)  ! unstbl pbl with levels within pbl
2001      LOGICAL unssrf(klon)  ! unstb pbl w/lvls within srf pbl lyr
2002      LOGICAL unsout(klon)  ! unstb pbl w/lvls in outer pbl lyr
2003      LOGICAL check(klon)   ! True=>chk if Richardson no.>critcal
2004      REAL pblh(klon)
2005      REAL cgh(klon,2:klev) ! counter-gradient term for heat [K/m]
2006      REAL cgq(klon,2:klev) ! counter-gradient term for constituents
2007      REAL cgs(klon,2:klev) ! counter-gradient star (cg/flux)
2008      REAL obklen(klon)
2009      REAL ztvd, ztvu, zdu2
2010      REAL therm(klon)      ! thermal virtual temperature excess
2011      REAL phiminv(klon)    ! inverse phi function for momentum
2012      REAL phihinv(klon)    ! inverse phi function for heat
2013      REAL wm(klon)         ! turbulent velocity scale for momentum
2014      REAL fak1(klon)       ! k*ustar*pblh
2015      REAL fak2(klon)       ! k*wm*pblh
2016      REAL fak3(klon)       ! fakn*wstr/wm
2017      REAL pblk(klon)       ! level eddy diffusivity for momentum
2018      REAL pr(klon)         ! Prandtl number for eddy diffusivities
2019      REAL zl(klon)         ! zmzp / Obukhov length
2020      REAL zh(klon)         ! zmzp / pblh
2021      REAL zzh(klon)        ! (1-(zmzp/pblh))**2
2022      REAL wstr(klon)       ! w*, convective velocity scale
2023      REAL zm(klon)         ! current level height
2024      REAL zp(klon)         ! current level height + one level up
2025      REAL zcor, zdelta, zcvm5, zxqs
2026      REAL fac, pblmin, zmzp, term
2027c
2028#include "YOETHF.h"
2029#include "FCTTRE.h"
2030c
2031c Initialisation
2032c
[634]2033cym
2034      isommet=klev
2035
[524]2036      DO i = 1, klon
2037         pcfh(i,1) = cd_h(i)
2038         pcfm(i,1) = cd_m(i)
2039      ENDDO
2040      DO k = 2, klev
2041      DO i = 1, klon
2042         pcfh(i,k) = zkmin
2043         pcfm(i,k) = zkmin
2044         cgs(i,k) = 0.0
2045         cgh(i,k) = 0.0
2046         cgq(i,k) = 0.0
2047      ENDDO
2048      ENDDO
2049c
2050c Calculer les hauteurs de chaque couche
2051c
2052      DO i = 1, knon
2053         z(i,1) = RD * t(i,1) / (0.5*(paprs(i,1)+pplay(i,1)))
2054     .               * (paprs(i,1)-pplay(i,1)) / RG
2055      ENDDO
2056      DO k = 2, klev
2057      DO i = 1, knon
2058         z(i,k) = z(i,k-1)
2059     .              + RD * 0.5*(t(i,k-1)+t(i,k)) / paprs(i,k)
2060     .                   * (pplay(i,k-1)-pplay(i,k)) / RG
2061      ENDDO
2062      ENDDO
2063c
2064      DO i = 1, knon
2065         IF (thermcep) THEN
2066           zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-tsol(i)))
2067           zcvm5 = R5LES*RLVTT*(1.-zdelta) + R5IES*RLSTT*zdelta
2068           zcvm5 = zcvm5 / RCPD / (1.0+RVTMP2*q(i,1))
2069           zxqs= r2es * FOEEW(tsol(i),zdelta)/paprs(i,1)
2070           zxqs=MIN(0.5,zxqs)
2071           zcor=1./(1.-retv*zxqs)
2072           zxqs=zxqs*zcor
2073         ELSE
2074           IF (tsol(i).LT.t_coup) THEN
2075              zxqs = qsats(tsol(i)) / paprs(i,1)
2076           ELSE
2077              zxqs = qsatl(tsol(i)) / paprs(i,1)
2078           ENDIF
2079         ENDIF
2080        zx_alf1 = 1.0
2081        zx_alf2 = 1.0 - zx_alf1
2082        zxt = (t(i,1)+z(i,1)*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,1)))
2083     .        *(1.+RETV*q(i,1))*zx_alf1
2084     .      + (t(i,2)+z(i,2)*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,2)))
2085     .        *(1.+RETV*q(i,2))*zx_alf2
2086        zxu = u(i,1)*zx_alf1+u(i,2)*zx_alf2
2087        zxv = v(i,1)*zx_alf1+v(i,2)*zx_alf2
2088        zxq = q(i,1)*zx_alf1+q(i,2)*zx_alf2
2089        zxmod = 1.0+SQRT(zxu**2+zxv**2)
2090        khfs(i) = (tsol(i)*(1.+RETV*q(i,1))-zxt) *zxmod*cd_h(i)
2091        kqfs(i) = (zxqs-zxq) *zxmod*cd_h(i) * beta(i)
2092        heatv(i) = khfs(i) + 0.61*zxt*kqfs(i)
2093        taux = zxu *zxmod*cd_m(i)
2094        tauy = zxv *zxmod*cd_m(i)
2095        ustar(i) = SQRT(taux**2+tauy**2)
2096        ustar(i) = MAX(SQRT(ustar(i)),0.01)
2097      ENDDO
2098c
2099      DO i = 1, knon
2100         rino(i,1) = 0.0
2101         check(i) = .TRUE.
2102         pblh(i) = z(i,1)
2103         obklen(i) = -t(i,1)*ustar(i)**3/(RG*vk*heatv(i))
2104      ENDDO
2105
2106C
2107C PBL height calculation:
2108C Search for level of pbl. Scan upward until the Richardson number between
2109C the first level and the current level exceeds the "critical" value.
2110C
2111      fac = 100.0
2112      DO k = 1, isommet
2113      DO i = 1, knon
2114      IF (check(i)) THEN
2115         zdu2 = (u(i,k)-u(i,1))**2+(v(i,k)-v(i,1))**2+fac*ustar(i)**2
2116         zdu2 = max(zdu2,1.0e-20)
2117         ztvd =(t(i,k)+z(i,k)*0.5*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,k)))
2118     .         *(1.+RETV*q(i,k))
2119         ztvu =(t(i,1)-z(i,k)*0.5*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,1)))
2120     .         *(1.+RETV*q(i,1))
2121         rino(i,k) = (z(i,k)-z(i,1))*RG*(ztvd-ztvu)
2122     .               /(zdu2*0.5*(ztvd+ztvu))
2123         IF (rino(i,k).GE.ricr) THEN
2124           pblh(i) = z(i,k-1) + (z(i,k-1)-z(i,k)) *
2125     .              (ricr-rino(i,k-1))/(rino(i,k-1)-rino(i,k))
2126           check(i) = .FALSE.
2127         ENDIF
2128      ENDIF
2129      ENDDO
2130      ENDDO
2131
2132C
2133C Set pbl height to maximum value where computation exceeds number of
2134C layers allowed
2135C
2136      DO i = 1, knon
2137        if (check(i)) pblh(i) = z(i,isommet)
2138      ENDDO
2139C
2140C Improve estimate of pbl height for the unstable points.
2141C Find unstable points (sensible heat flux is upward):
2142C
2143      DO i = 1, knon
2144      IF (heatv(i) .GT. 0.) THEN
2145        unstbl(i) = .TRUE.
2146        check(i) = .TRUE.
2147      ELSE
2148        unstbl(i) = .FALSE.
2149        check(i) = .FALSE.
2150      ENDIF
2151      ENDDO
2152C
2153C For the unstable case, compute velocity scale and the
2154C convective temperature excess:
2155C
2156      DO i = 1, knon
2157      IF (check(i)) THEN
2158        phiminv(i) = (1.-binm*pblh(i)/obklen(i))**onet
2159        wm(i)= ustar(i)*phiminv(i)
2160        therm(i) = heatv(i)*fak/wm(i)
2161        rino(i,1) = 0.0
2162      ENDIF
2163      ENDDO
2164C
2165C Improve pblh estimate for unstable conditions using the
2166C convective temperature excess:
2167C
2168      DO k = 1, isommet
2169      DO i = 1, knon
2170      IF (check(i)) THEN
2171         zdu2 = (u(i,k)-u(i,1))**2+(v(i,k)-v(i,1))**2+fac*ustar(i)**2
2172         zdu2 = max(zdu2,1.0e-20)
2173         ztvd =(t(i,k)+z(i,k)*0.5*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,k)))
2174     .         *(1.+RETV*q(i,k))
2175         ztvu =(t(i,1)+therm(i)-z(i,k)*0.5*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,1)))
2176     .         *(1.+RETV*q(i,1))
2177         rino(i,k) = (z(i,k)-z(i,1))*RG*(ztvd-ztvu)
2178     .               /(zdu2*0.5*(ztvd+ztvu))
2179         IF (rino(i,k).GE.ricr) THEN
2180           pblh(i) = z(i,k-1) + (z(i,k-1)-z(i,k)) *
2181     .              (ricr-rino(i,k-1))/(rino(i,k-1)-rino(i,k))
2182           check(i) = .FALSE.
2183         ENDIF
2184      ENDIF
2185      ENDDO
2186      ENDDO
2187C
2188C Set pbl height to maximum value where computation exceeds number of
2189C layers allowed
2190C
2191      DO i = 1, knon
2192        if (check(i)) pblh(i) = z(i,isommet)
2193      ENDDO
2194C
2195C Points for which pblh exceeds number of pbl layers allowed;
2196C set to maximum
2197C
2198      DO i = 1, knon
2199        IF (check(i)) pblh(i) = z(i,isommet)
2200      ENDDO
2201C
2202C PBL height must be greater than some minimum mechanical mixing depth
2203C Several investigators have proposed minimum mechanical mixing depth
2204C relationships as a function of the local friction velocity, u*.  We
2205C make use of a linear relationship of the form h = c u* where c=700.
2206C The scaling arguments that give rise to this relationship most often
2207C represent the coefficient c as some constant over the local coriolis
2208C parameter.  Here we make use of the experimental results of Koracin
2209C and Berkowicz (1988) [BLM, Vol 43] for wich they recommend 0.07/f
2210C where f was evaluated at 39.5 N and 52 N.  Thus we use a typical mid
2211C latitude value for f so that c = 0.07/f = 700.
2212C
2213      DO i = 1, knon
2214        pblmin  = 700.0*ustar(i)
2215        pblh(i) = MAX(pblh(i),pblmin)
2216      ENDDO
2217C
2218C pblh is now available; do preparation for diffusivity calculation:
2219C
2220      DO i = 1, knon
2221        pblk(i) = 0.0
2222        fak1(i) = ustar(i)*pblh(i)*vk
2223C
2224C Do additional preparation for unstable cases only, set temperature
2225C and moisture perturbations depending on stability.
2226C
2227        IF (unstbl(i)) THEN
2228          zxt=(t(i,1)-z(i,1)*0.5*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,1)))
2229     .         *(1.+RETV*q(i,1))
2230          phiminv(i) = (1. - binm*pblh(i)/obklen(i))**onet
2231          phihinv(i) = sqrt(1. - binh*pblh(i)/obklen(i))
2232          wm(i)      = ustar(i)*phiminv(i)
2233          fak2(i)    = wm(i)*pblh(i)*vk
2234          wstr(i)    = (heatv(i)*RG*pblh(i)/zxt)**onet
2235          fak3(i)    = fakn*wstr(i)/wm(i)
2236        ENDIF
2237      ENDDO
2238
2239C Main level loop to compute the diffusivities and
2240C counter-gradient terms:
2241C
2242      DO 1000 k = 2, isommet
2243C
2244C Find levels within boundary layer:
2245C
2246        DO i = 1, knon
2247          unslev(i) = .FALSE.
2248          stblev(i) = .FALSE.
2249          zm(i) = z(i,k-1)
2250          zp(i) = z(i,k)
2251          IF (zkmin.EQ.0.0 .AND. zp(i).GT.pblh(i)) zp(i) = pblh(i)
2252          IF (zm(i) .LT. pblh(i)) THEN
2253            zmzp = 0.5*(zm(i) + zp(i))
2254            zh(i) = zmzp/pblh(i)
2255            zl(i) = zmzp/obklen(i)
2256            zzh(i) = 0.
2257            IF (zh(i).LE.1.0) zzh(i) = (1. - zh(i))**2
2258C
2259C stblev for points zm < plbh and stable and neutral
2260C unslev for points zm < plbh and unstable
2261C
2262            IF (unstbl(i)) THEN
2263              unslev(i) = .TRUE.
2264            ELSE
2265              stblev(i) = .TRUE.
2266            ENDIF
2267          ENDIF
2268        ENDDO
2269C
2270C Stable and neutral points; set diffusivities; counter-gradient
2271C terms zero for stable case:
2272C
2273        DO i = 1, knon
2274          IF (stblev(i)) THEN
2275            IF (zl(i).LE.1.) THEN
2276              pblk(i) = fak1(i)*zh(i)*zzh(i)/(1. + betas*zl(i))
2277            ELSE
2278              pblk(i) = fak1(i)*zh(i)*zzh(i)/(betas + zl(i))
2279            ENDIF
2280            pcfm(i,k) = pblk(i)
2281            pcfh(i,k) = pcfm(i,k)
2282          ENDIF
2283        ENDDO
2284C
2285C unssrf, unstable within surface layer of pbl
2286C unsout, unstable within outer   layer of pbl
2287C
2288        DO i = 1, knon
2289          unssrf(i) = .FALSE.
2290          unsout(i) = .FALSE.
2291          IF (unslev(i)) THEN
2292            IF (zh(i).lt.sffrac) THEN
2293              unssrf(i) = .TRUE.
2294            ELSE
2295              unsout(i) = .TRUE.
2296            ENDIF
2297          ENDIF
2298        ENDDO
2299C
2300C Unstable for surface layer; counter-gradient terms zero
2301C
2302        DO i = 1, knon
2303          IF (unssrf(i)) THEN
2304            term = (1. - betam*zl(i))**onet
2305            pblk(i) = fak1(i)*zh(i)*zzh(i)*term
2306            pr(i) = term/sqrt(1. - betah*zl(i))
2307          ENDIF
2308        ENDDO
2309C
2310C Unstable for outer layer; counter-gradient terms non-zero:
2311C
2312        DO i = 1, knon
2313          IF (unsout(i)) THEN
2314            pblk(i) = fak2(i)*zh(i)*zzh(i)
2315            cgs(i,k) = fak3(i)/(pblh(i)*wm(i))
2316            cgh(i,k) = khfs(i)*cgs(i,k)
2317            pr(i) = phiminv(i)/phihinv(i) + ccon*fak3(i)/fak
2318            cgq(i,k) = kqfs(i)*cgs(i,k)
2319          ENDIF
2320        ENDDO
2321C
2322C For all unstable layers, set diffusivities
2323C
2324        DO i = 1, knon
2325        IF (unslev(i)) THEN
2326            pcfm(i,k) = pblk(i)
2327            pcfh(i,k) = pblk(i)/pr(i)
2328        ENDIF
2329        ENDDO
2330 1000 continue           ! end of level loop
2331
2332      RETURN
2333      END
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.