source: LMDZ4/branches/V3_test/libf/phylmd/soil.F @ 5427

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Inclusion des modifs de Y. Meurdesoif pour la version V3
LF

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
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Line 
1!
2! $Header$
3!
4      SUBROUTINE soil(ptimestep, indice, knon, snow, ptsrf, ptsoil,
5     s          pcapcal, pfluxgrd)
6      use dimphy
7      IMPLICIT NONE
8
9c=======================================================================
10c
11c   Auteur:  Frederic Hourdin     30/01/92
12c   -------
13c
14c   objet:  computation of : the soil temperature evolution
15c   ------                   the surfacic heat capacity "Capcal"
16c                            the surface conduction flux pcapcal
17c
18c
19c   Method: implicit time integration
20c   -------
21c   Consecutive ground temperatures are related by:
22c           T(k+1) = C(k) + D(k)*T(k)  (1)
23c   the coefficients C and D are computed at the t-dt time-step.
24c   Routine structure:
25c   1)new temperatures are computed  using (1)
26c   2)C and D coefficients are computed from the new temperature
27c     profile for the t+dt time-step
28c   3)the coefficients A and B are computed where the diffusive
29c     fluxes at the t+dt time-step is given by
30c            Fdiff = A + B Ts(t+dt)
31c     or     Fdiff = F0 + Capcal (Ts(t+dt)-Ts(t))/dt
32c            with F0 = A + B (Ts(t))
33c                 Capcal = B*dt
34c           
35c   Interface:
36c   ----------
37c
38c   Arguments:
39c   ----------
40c   ptimestep            physical timestep (s)
41c   indice               sub-surface index
42c   snow(klon,nbsrf)     snow
43c   ptsrf(klon)          surface temperature at time-step t (K)
44c   ptsoil(klon,nsoilmx) temperature inside the ground (K)
45c   pcapcal(klon)        surfacic specific heat (W*m-2*s*K-1)
46c   pfluxgrd(klon)       surface diffusive flux from ground (Wm-2)
47c   
48c=======================================================================
49c   declarations:
50c   -------------
51
52cym#include "dimensions.h"
53#include "YOMCST.h"
54cym#include "dimphy.h"
55#include "dimsoil.h"
56#include "indicesol.h"
57
58c-----------------------------------------------------------------------
59c  arguments
60c  ---------
61
62      REAL ptimestep
63      INTEGER indice, knon
64      REAL ptsrf(klon),ptsoil(klon,nsoilmx),snow(klon)
65      REAL pcapcal(klon),pfluxgrd(klon)
66
67c-----------------------------------------------------------------------
68c  local arrays
69c  ------------
70
71      INTEGER ig,jk
72c@$$      REAL zdz2(nsoilmx),z1(klon)
73      REAL zdz2(nsoilmx),z1(klon,nbsrf)
74      REAL,SAVE :: min_period,dalph_soil
75      REAL ztherm_i(klon)
76
77c   local saved variables:
78c   ----------------------
79      REAL dz1(nsoilmx),dz2(nsoilmx)
80c@$$          REAL zc(klon,nsoilmx),zd(klon,nsoilmx)
81cym      REAL zc(klon,nsoilmx,nbsrf),zd(klon,nsoilmx,nbsrf)
82      REAL,ALLOCATABLE,SAVE ::  zc(:,:,:),zd(:,:,:)
83c$OMP THREADPRIVATE(zc,zd)
84      REAL lambda
85cym      SAVE dz1,dz2,zc,zd,lambda
86      SAVE dz1,dz2,lambda
87c$OMP THREADPRIVATE(dz1,dz2,lambda)
88      LOGICAL firstcall, firstsurf(nbsrf)
89      SAVE firstcall, firstsurf
90c$OMP THREADPRIVATE(firstcall, firstsurf)
91      REAL isol,isno,iice
92      SAVE isol,isno,iice
93c$OMP THREADPRIVATE(isol,isno,iice)
94      DATA firstcall/.true./
95      DATA firstsurf/.TRUE.,.TRUE.,.TRUE.,.TRUE./
96
97      DATA isol,isno,iice/2000.,2000.,2000./
98      LOGICAL,SAVE :: First=.true.
99c$OMP THREADPRIVATE(First)
100c-----------------------------------------------------------------------
101c   Depthts:
102c   --------
103
104      REAL fz,rk,fz1,rk1,rk2
105      fz(rk)=fz1*(dalph_soil**rk-1.)/(dalph_soil-1.)
106      pfluxgrd(:) = 0.
107c   calcul de l'inertie thermique a partir de la variable rnat.
108c   on initialise a iice meme au-dessus d'un point de mer au cas
109c   ou le point de mer devienne point de glace au pas suivant
110c   on corrige si on a un point de terre avec ou sans glace
111c
112      IF (first) THEN
113        allocate(zc(klon,nsoilmx,nbsrf),zd(klon,nsoilmx,nbsrf))
114        first=.false.
115      ENDIF
116     
117      IF (indice.EQ.is_sic) THEN
118         DO ig = 1, knon
119            ztherm_i(ig)   = iice
120            IF (snow(ig).GT.0.0) ztherm_i(ig)   = isno
121         ENDDO
122      ELSE IF (indice.EQ.is_lic) THEN
123         DO ig = 1, knon
124            ztherm_i(ig)   = iice
125            IF (snow(ig).GT.0.0) ztherm_i(ig)   = isno
126         ENDDO
127      ELSE IF (indice.EQ.is_ter) THEN
128         DO ig = 1, knon
129            ztherm_i(ig)   = isol
130            IF (snow(ig).GT.0.0) ztherm_i(ig)   = isno
131         ENDDO
132      ELSE IF (indice.EQ.is_oce) THEN
133         DO ig = 1, knon
134            ztherm_i(ig)   = iice
135         ENDDO
136      ELSE
137         PRINT*, "valeur d indice non prevue", indice
138         CALL abort
139      ENDIF
140
141
142c@$$      IF (firstcall) THEN
143      IF (firstsurf(indice)) THEN
144
145c-----------------------------------------------------------------------
146c   ground levels
147c   grnd=z/l where l is the skin depth of the diurnal cycle:
148c   --------------------------------------------------------
149
150         min_period=1800. ! en secondes
151         dalph_soil=2.    ! rapport entre les epaisseurs de 2 couches succ.
152c$OMP MASTER
153         OPEN(99,file='soil.def',status='old',form='formatted',err=9999)
154         READ(99,*) min_period
155         READ(99,*) dalph_soil
156         PRINT*,'Discretization for the soil model'
157         PRINT*,'First level e-folding depth',min_period,
158     s   '   dalph',dalph_soil
159         CLOSE(99)
1609999     CONTINUE
161c$OMP END MASTER
162c$OMP BARRIER
163
164c   la premiere couche represente un dixieme de cycle diurne
165         fz1=sqrt(min_period/3.14)
166
167         DO jk=1,nsoilmx
168            rk1=jk
169            rk2=jk-1
170            dz2(jk)=fz(rk1)-fz(rk2)
171         ENDDO
172         DO jk=1,nsoilmx-1
173            rk1=jk+.5
174            rk2=jk-.5
175            dz1(jk)=1./(fz(rk1)-fz(rk2))
176         ENDDO
177         lambda=fz(.5)*dz1(1)
178         PRINT*,'full layers, intermediate layers (seconds)'
179         DO jk=1,nsoilmx
180            rk=jk
181            rk1=jk+.5
182            rk2=jk-.5
183            PRINT *,'fz=',
184     .               fz(rk1)*fz(rk2)*3.14,fz(rk)*fz(rk)*3.14
185         ENDDO
186C PB
187         firstsurf(indice) = .FALSE.
188c@$$         firstcall =.false.
189
190c   Initialisations:
191c   ----------------
192
193      ELSE   !--not firstcall
194c-----------------------------------------------------------------------
195c   Computation of the soil temperatures using the Cgrd and Dgrd
196c  coefficient computed at the previous time-step:
197c  -----------------------------------------------
198
199c    surface temperature
200         DO ig=1,knon
201            ptsoil(ig,1)=(lambda*zc(ig,1,indice)+ptsrf(ig))/
202     s      (lambda*(1.-zd(ig,1,indice))+1.)
203         ENDDO
204
205c   other temperatures
206         DO jk=1,nsoilmx-1
207            DO ig=1,knon
208               ptsoil(ig,jk+1)=zc(ig,jk,indice)+zd(ig,jk,indice)
209     $            *ptsoil(ig,jk)
210            ENDDO
211         ENDDO
212
213      ENDIF !--not firstcall
214c-----------------------------------------------------------------------
215c   Computation of the Cgrd and Dgrd coefficient for the next step:
216c   ---------------------------------------------------------------
217
218c@$$  PB ajout pour cas glace de mer
219      IF (indice .EQ. is_sic) THEN
220          DO ig = 1 , knon
221            ptsoil(ig,nsoilmx) = RTT - 1.8
222          END DO
223      ENDIF
224
225      DO jk=1,nsoilmx
226         zdz2(jk)=dz2(jk)/ptimestep
227      ENDDO
228
229      DO ig=1,knon
230         z1(ig,indice)=zdz2(nsoilmx)+dz1(nsoilmx-1)
231         zc(ig,nsoilmx-1,indice)=
232     $       zdz2(nsoilmx)*ptsoil(ig,nsoilmx)/z1(ig,indice)
233         zd(ig,nsoilmx-1,indice)=dz1(nsoilmx-1)/z1(ig,indice)
234      ENDDO
235
236      DO jk=nsoilmx-1,2,-1
237         DO ig=1,knon
238            z1(ig,indice)=1./(zdz2(jk)+dz1(jk-1)+dz1(jk)
239     $         *(1.-zd(ig,jk,indice)))
240            zc(ig,jk-1,indice)=
241     s      (ptsoil(ig,jk)*zdz2(jk)+dz1(jk)*zc(ig,jk,indice))
242     $          *z1(ig,indice)
243            zd(ig,jk-1,indice)=dz1(jk-1)*z1(ig,indice)
244         ENDDO
245      ENDDO
246
247c-----------------------------------------------------------------------
248c   computation of the surface diffusive flux from ground and
249c   calorific capacity of the ground:
250c   ---------------------------------
251
252      DO ig=1,knon
253         pfluxgrd(ig)=ztherm_i(ig)*dz1(1)*
254     s   (zc(ig,1,indice)+(zd(ig,1,indice)-1.)*ptsoil(ig,1))
255         pcapcal(ig)=ztherm_i(ig)*
256     s   (dz2(1)+ptimestep*(1.-zd(ig,1,indice))*dz1(1))
257         z1(ig,indice)=lambda*(1.-zd(ig,1,indice))+1.
258         pcapcal(ig)=pcapcal(ig)/z1(ig,indice)
259         pfluxgrd(ig) = pfluxgrd(ig)
260     s   + pcapcal(ig) * (ptsoil(ig,1) * z1(ig,indice)
261     $       - lambda * zc(ig,1,indice)
262     $       - ptsrf(ig))
263     s   /ptimestep
264      ENDDO
265
266      RETURN
267      END
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.