source: LMDZ4/trunk/libf/phylmd/clmain.F @ 642

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LF

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Line 
1!
2! $Header$
3!
4c
5c
6      SUBROUTINE clmain(dtime,itap,date0,pctsrf,pctsrf_new,
7     .                  t,q,u,v,
8     .                  jour, rmu0, co2_ppm,
9     .                  ok_veget, ocean, npas, nexca, ts,
10     .                  soil_model,cdmmax, cdhmax,
11     .                  ksta, ksta_ter, ok_kzmin, ftsoil,qsol,
12     .                  paprs,pplay,radsol,snow,qsurf,evap,albe,alblw,
13     .                  fluxlat,
14     .                  rain_f, snow_f, solsw, sollw, sollwdown, fder,
15     .                  rlon, rlat, cufi, cvfi, rugos,
16     .                  debut, lafin, agesno,rugoro,
17     .                  d_t,d_q,d_u,d_v,d_ts,
18     .                  flux_t,flux_q,flux_u,flux_v,cdragh,cdragm,
19     .                  q2,
20     .                  dflux_t,dflux_q,
21     .                  zcoefh,zu1,zv1, t2m, q2m, u10m, v10m,
22     .                  fqcalving,ffonte, run_off_lic_0)
23cAA .                  itr, tr, flux_surf, d_tr)
24cAA REM:
25cAA-----
26cAA Tout ce qui a trait au traceurs est dans phytrac maintenant
27cAA pour l'instant le calcul de la couche limite pour les traceurs
28cAA se fait avec cltrac et ne tient pas compte de la differentiation
29cAA des sous-fraction de sol.
30cAA REM bis :
31cAA----------
32cAA Pour pouvoir extraire les coefficient d'echanges et le vent
33cAA dans la premiere couche, 3 champs supplementaires ont ete crees
34cAA zcoefh,zu1 et zv1. Pour l'instant nous avons moyenne les valeurs
35cAA de ces trois champs sur les 4 subsurfaces du modele. Dans l'avenir
36cAA si les informations des subsurfaces doivent etre prises en compte
37cAA il faudra sortir ces memes champs en leur ajoutant une dimension,
38cAA c'est a dire nbsrf (nbre de subsurface).
39      USE ioipsl
40      USE interface_surf
41      IMPLICIT none
42c======================================================================
43c Auteur(s) Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930818
44c Objet: interface de "couche limite" (diffusion verticale)
45c Arguments:
46c dtime----input-R- interval du temps (secondes)
47c itap-----input-I- numero du pas de temps
48c date0----input-R- jour initial
49c t--------input-R- temperature (K)
50c q--------input-R- vapeur d'eau (kg/kg)
51c u--------input-R- vitesse u
52c v--------input-R- vitesse v
53c ts-------input-R- temperature du sol (en Kelvin)
54c paprs----input-R- pression a intercouche (Pa)
55c pplay----input-R- pression au milieu de couche (Pa)
56c radsol---input-R- flux radiatif net (positif vers le sol) en W/m**2
57c rlat-----input-R- latitude en degree
58c rugos----input-R- longeur de rugosite (en m)
59c cufi-----input-R- resolution des mailles en x (m)
60c cvfi-----input-R- resolution des mailles en y (m)
61c
62c d_t------output-R- le changement pour "t"
63c d_q------output-R- le changement pour "q"
64c d_u------output-R- le changement pour "u"
65c d_v------output-R- le changement pour "v"
66c d_ts-----output-R- le changement pour "ts"
67c flux_t---output-R- flux de chaleur sensible (CpT) J/m**2/s (W/m**2)
68c                    (orientation positive vers le bas)
69c flux_q---output-R- flux de vapeur d'eau (kg/m**2/s)
70c flux_u---output-R- tension du vent X: (kg m/s)/(m**2 s) ou Pascal
71c flux_v---output-R- tension du vent Y: (kg m/s)/(m**2 s) ou Pascal
72c dflux_t derive du flux sensible
73c dflux_q derive du flux latent
74c ffonte----Flux thermique utilise pour fondre la neige
75c fqcalving-Flux d'eau "perdue" par la surface et necessaire pour limiter la
76c           hauteur de neige, en kg/m2/s
77cAA on rajoute en output yu1 et yv1 qui sont les vents dans
78cAA la premiere couche
79cAA ces 4 variables sont maintenant traites dans phytrac
80c itr--------input-I- nombre de traceurs
81c tr---------input-R- q. de traceurs
82c flux_surf--input-R- flux de traceurs a la surface
83c d_tr-------output-R tendance de traceurs
84c======================================================================
85#include "dimensions.h"
86#include "dimphy.h"
87#include "indicesol.h"
88c$$$ PB ajout pour soil
89#include "dimsoil.h"
90#include "iniprint.h"
91#include "compbl.h"
92c
93      REAL dtime
94      real date0
95      integer itap
96      REAL t(klon,klev), q(klon,klev)
97      REAL u(klon,klev), v(klon,klev)
98      REAL paprs(klon,klev+1), pplay(klon,klev), radsol(klon)
99      REAL rlon(klon), rlat(klon), cufi(klon), cvfi(klon)
100      REAL d_t(klon, klev), d_q(klon, klev)
101      REAL d_u(klon, klev), d_v(klon, klev)
102      REAL flux_t(klon,klev, nbsrf), flux_q(klon,klev, nbsrf)
103      REAL dflux_t(klon), dflux_q(klon)
104cIM cf JLD
105      REAL y_fqcalving(klon), y_ffonte(klon)
106      REAL fqcalving(klon,nbsrf), ffonte(klon,nbsrf)
107      REAL run_off_lic_0(klon), y_run_off_lic_0(klon)
108
109      REAL flux_u(klon,klev, nbsrf), flux_v(klon,klev, nbsrf)
110      REAL rugmer(klon), agesno(klon,nbsrf),rugoro(klon)
111      REAL cdragh(klon), cdragm(klon)
112      integer jour            ! jour de l'annee en cours
113      real rmu0(klon)         ! cosinus de l'angle solaire zenithal
114      REAL co2_ppm            ! taux CO2 atmosphere
115      LOGICAL debut, lafin, ok_veget
116      character*6 ocean
117      integer npas, nexca
118cAA      INTEGER itr
119cAA      REAL tr(klon,klev,nbtr)
120cAA      REAL d_tr(klon,klev,nbtr)
121cAA      REAL flux_surf(klon,nbtr)
122c
123      REAL pctsrf(klon,nbsrf)
124      REAL ts(klon,nbsrf)
125      REAL d_ts(klon,nbsrf)
126      REAL snow(klon,nbsrf)
127      REAL qsurf(klon,nbsrf)
128      REAL evap(klon,nbsrf)
129      REAL albe(klon,nbsrf)
130      REAL alblw(klon,nbsrf)
131c$$$ PB
132      REAL fluxlat(klon,nbsrf)
133C
134      real rain_f(klon), snow_f(klon)
135      REAL fder(klon)
136cIM cf. JLD   REAL sollw(klon), solsw(klon), sollwdown(klon)
137      REAL sollw(klon,nbsrf), solsw(klon,nbsrf), sollwdown(klon)
138      REAL rugos(klon,nbsrf)
139C la nouvelle repartition des surfaces sortie de l'interface
140      REAL pctsrf_new(klon,nbsrf)
141cAA
142      REAL zcoefh(klon,klev)
143      REAL zu1(klon)
144      REAL zv1(klon)
145cAA
146c$$$ PB ajout pour soil
147      LOGICAL soil_model
148cIM ajout seuils cdrm, cdrh
149      REAL cdmmax, cdhmax
150cIM: 261103
151      REAL ksta, ksta_ter
152      LOGICAL ok_kzmin
153cIM: 261103
154      REAL ftsoil(klon,nsoilmx,nbsrf)
155      REAL ytsoil(klon,nsoilmx)
156      REAL qsol(klon)
157c======================================================================
158      EXTERNAL clqh, clvent, coefkz, calbeta, cltrac
159c======================================================================
160      REAL yts(klon), yrugos(klon), ypct(klon), yz0_new(klon)
161      REAL yalb(klon)
162      REAL yalblw(klon)
163      REAL yu1(klon), yv1(klon)
164      real ysnow(klon), yqsurf(klon), yagesno(klon), yqsol(klon)
165      real yrain_f(klon), ysnow_f(klon)
166      real ysollw(klon), ysolsw(klon), ysollwdown(klon)
167      real yfder(klon), ytaux(klon), ytauy(klon)
168      REAL yrugm(klon), yrads(klon),yrugoro(klon)
169c$$$ PB
170      REAL yfluxlat(klon)
171C
172      REAL y_d_ts(klon)
173      REAL y_d_t(klon, klev), y_d_q(klon, klev)
174      REAL y_d_u(klon, klev), y_d_v(klon, klev)
175      REAL y_flux_t(klon,klev), y_flux_q(klon,klev)
176      REAL y_flux_u(klon,klev), y_flux_v(klon,klev)
177      REAL y_dflux_t(klon), y_dflux_q(klon)
178      REAL ycoefh(klon,klev), ycoefm(klon,klev)
179      REAL yu(klon,klev), yv(klon,klev)
180      REAL yt(klon,klev), yq(klon,klev)
181      REAL ypaprs(klon,klev+1), ypplay(klon,klev), ydelp(klon,klev)
182cAA      REAL ytr(klon,klev,nbtr)
183cAA      REAL y_d_tr(klon,klev,nbtr)
184cAA      REAL yflxsrf(klon,nbtr)
185c
186c
187      LOGICAL ok_nonloc
188      PARAMETER (ok_nonloc=.FALSE.)
189      REAL ycoefm0(klon,klev), ycoefh0(klon,klev)
190
191      real yzlay(klon,klev),yzlev(klon,klev+1),yteta(klon,klev)
192      real ykmm(klon,klev+1),ykmn(klon,klev+1)
193      real ykmq(klon,klev+1)
194      real yq2(klon,klev+1),q2(klon,klev+1,nbsrf)
195      real q2diag(klon,klev+1)
196      real yustar(klon),y_cd_m(klon),y_cd_h(klon)
197
198
199
200
201
202c
203#include "YOMCST.h"
204#include "YOETHF.h"
205#include "FCTTRE.h"
206      REAL u1lay(klon), v1lay(klon)
207      REAL delp(klon,klev)
208      INTEGER i, k, nsrf
209cAA   INTEGER it
210      INTEGER ni(klon), knon, j
211c Introduction d'une variable "pourcentage potentiel" pour tenir compte
212c des eventuelles apparitions et/ou disparitions de la glace de mer
213      REAL pctsrf_pot(klon,nbsrf)
214     
215c======================================================================
216      REAL zx_alf1, zx_alf2 !valeur ambiante par extrapola.
217c======================================================================
218c
219c maf pour sorties IOISPL en cas de debugagage
220c
221      CHARACTER*80 cldebug
222      SAVE cldebug
223      CHARACTER*8 cl_surf(nbsrf)
224      SAVE cl_surf
225      INTEGER nhoridbg, nidbg
226      SAVE nhoridbg, nidbg
227      INTEGER ndexbg(iim*(jjm+1))
228      REAL zx_lon(iim,jjm+1), zx_lat(iim,jjm+1), zjulian
229      REAL tabindx(klon)
230      REAL debugtab(iim,jjm+1)
231      LOGICAL first_appel
232      SAVE first_appel
233      DATA first_appel/.true./
234      LOGICAL debugindex
235      SAVE debugindex
236      DATA debugindex/.false./
237      integer idayref
238#include "temps.h"
239      REAL t2m(klon,nbsrf), q2m(klon,nbsrf)
240      REAL u10m(klon,nbsrf), v10m(klon,nbsrf)
241c
242      REAL yt2m(klon), yq2m(klon), yu10m(klon)
243c -- LOOP
244       REAL yu10mx(klon)
245       REAL yu10my(klon)
246       REAL ywindsp(klon)
247c -- LOOP
248c
249      REAL uzon(klon), vmer(klon)
250      REAL tair1(klon), qair1(klon), tairsol(klon)
251      REAL psfce(klon), patm(klon)
252c
253      REAL qairsol(klon), zgeo1(klon)
254      REAL rugo1(klon)
255c
256      LOGICAL zxli ! utiliser un jeu de fonctions simples
257      PARAMETER (zxli=.FALSE.)
258c
259      REAL zt, zqs, zdelta, zcor
260      REAL t_coup
261      PARAMETER(t_coup=273.15)
262C
263      character (len = 20) :: modname = 'clmain'
264      LOGICAL check
265      PARAMETER (check=.false.)
266C
267      if (check) THEN
268          write(*,*) modname,'  klon=',klon
269          call flush(6)
270      endif
271      IF (first_appel) THEN
272!          first_appel=.false.
273!
274! initialisation sorties netcdf
275!
276          idayref = day_ini
277          CALL ymds2ju(annee_ref, 1, idayref, 0.0, zjulian)
278          CALL gr_fi_ecrit(1,klon,iim,jjm+1,rlon,zx_lon)
279          DO i = 1, iim
280            zx_lon(i,1) = rlon(i+1)
281            zx_lon(i,jjm+1) = rlon(i+1)
282          ENDDO
283          CALL gr_fi_ecrit(1,klon,iim,jjm+1,rlat,zx_lat)
284          cldebug='sous_index'
285          CALL histbeg(cldebug, iim,zx_lon(:,1),jjm+1,zx_lat(1,:),
286     $        1,iim,1,jjm
287     $        +1, itau_phy,zjulian,dtime,nhoridbg,nidbg)
288! no vertical axis
289          cl_surf(1)='ter'
290          cl_surf(2)='lic'
291          cl_surf(3)='oce'
292          cl_surf(4)='sic'
293          DO nsrf=1,nbsrf
294            CALL histdef(nidbg, cl_surf(nsrf),cl_surf(nsrf), "-",iim,
295     $          jjm+1,nhoridbg, 1, 1, 1, -99, 32, "inst", dtime,dtime)
296          END DO
297          CALL histend(nidbg)
298          CALL histsync(nidbg)
299      ENDIF
300         
301      DO k = 1, klev   ! epaisseur de couche
302      DO i = 1, klon
303         delp(i,k) = paprs(i,k)-paprs(i,k+1)
304      ENDDO
305      ENDDO
306      DO i = 1, klon  ! vent de la premiere couche
307ccc         zx_alf1 = (paprs(i,1)-pplay(i,2))/(pplay(i,1)-pplay(i,2))
308         zx_alf1 = 1.0
309         zx_alf2 = 1.0 - zx_alf1
310         u1lay(i) = u(i,1)*zx_alf1 + u(i,2)*zx_alf2
311         v1lay(i) = v(i,1)*zx_alf1 + v(i,2)*zx_alf2
312      ENDDO
313c
314c initialisation:
315c
316      DO i = 1, klon
317         rugmer(i) = 0.0
318         cdragh(i) = 0.0
319         cdragm(i) = 0.0
320         dflux_t(i) = 0.0
321         dflux_q(i) = 0.0
322         zu1(i) = 0.0
323         zv1(i) = 0.0
324      ENDDO
325      ypct = 0.0
326      yts = 0.0
327      ysnow = 0.0
328      yqsurf = 0.0
329      yalb = 0.0
330      yalblw = 0.0
331      yrain_f = 0.0
332      ysnow_f = 0.0
333      yfder = 0.0
334      ytaux = 0.0
335      ytauy = 0.0
336      ysolsw = 0.0
337      ysollw = 0.0
338      ysollwdown = 0.0
339      yrugos = 0.0
340      yu1 = 0.0
341      yv1 = 0.0
342      yrads = 0.0
343      ypaprs = 0.0
344      ypplay = 0.0
345      ydelp = 0.0
346      yu = 0.0
347      yv = 0.0
348      yt = 0.0
349      yq = 0.0
350      pctsrf_new = 0.0
351      y_flux_u = 0.0
352      y_flux_v = 0.0
353C$$ PB
354      y_dflux_t = 0.0
355      y_dflux_q = 0.0
356      ytsoil = 999999.
357      yrugoro = 0.
358c -- LOOP
359      yu10mx = 0.0
360      yu10my = 0.0
361      ywindsp = 0.0
362c -- LOOP
363      DO nsrf = 1, nbsrf
364      DO i = 1, klon
365         d_ts(i,nsrf) = 0.0
366      ENDDO
367      END DO
368C§§§ PB
369      yfluxlat=0.
370      flux_t = 0.
371      flux_q = 0.
372      flux_u = 0.
373      flux_v = 0.
374      DO k = 1, klev
375      DO i = 1, klon
376         d_t(i,k) = 0.0
377         d_q(i,k) = 0.0
378c$$$         flux_t(i,k) = 0.0
379c$$$         flux_q(i,k) = 0.0
380         d_u(i,k) = 0.0
381         d_v(i,k) = 0.0
382c$$$         flux_u(i,k) = 0.0
383c$$$         flux_v(i,k) = 0.0
384         zcoefh(i,k) = 0.0
385      ENDDO
386      ENDDO
387cAA      IF (itr.GE.1) THEN
388cAA      DO it = 1, itr
389cAA      DO k = 1, klev
390cAA      DO i = 1, klon
391cAA         d_tr(i,k,it) = 0.0
392cAA      ENDDO
393cAA      ENDDO
394cAA      ENDDO
395cAA      ENDIF
396
397c
398c Boucler sur toutes les sous-fractions du sol:
399c
400C Initialisation des "pourcentages potentiels". On considere ici qu'on
401C peut avoir potentiellementdela glace sur tout le domaine oceanique
402C (a affiner)
403
404      pctsrf_pot = pctsrf
405      pctsrf_pot(:,is_oce) = 1. - zmasq(:)
406      pctsrf_pot(:,is_sic) = 1. - zmasq(:)
407
408      DO 99999 nsrf = 1, nbsrf
409
410c chercher les indices:
411      DO j = 1, klon
412         ni(j) = 0
413      ENDDO
414      knon = 0
415      DO i = 1, klon
416
417C pour determiner le domaine a traiter on utilise les surfaces "potentielles"
418
419      IF (pctsrf_pot(i,nsrf).GT.epsfra) THEN
420         knon = knon + 1
421         ni(knon) = i
422      ENDIF
423      ENDDO
424c
425      if (check) THEN
426          write(*,*)'CLMAIN, nsrf, knon =',nsrf, knon
427          call flush(6)
428      endif
429c
430c variables pour avoir une sortie IOIPSL des INDEX
431c
432      IF (debugindex) THEN
433          tabindx(:)=0.
434c          tabindx(1:knon)=(/FLOAT(i),i=1:knon/)
435          DO i=1,knon
436            tabindx(1:knon)=FLOAT(i)
437          END DO
438          debugtab(:,:)=0.
439          ndexbg(:)=0
440          CALL gath2cpl(tabindx,debugtab,klon,knon,iim,jjm,ni)
441          CALL histwrite(nidbg,cl_surf(nsrf),itap,debugtab,iim*(jjm+1)
442     $        ,ndexbg)
443      ENDIF
444      IF (knon.EQ.0) GOTO 99999
445      DO j = 1, knon
446      i = ni(j)
447        ypct(j) = pctsrf(i,nsrf)
448        yts(j) = ts(i,nsrf)
449        ysnow(j) = snow(i,nsrf)
450        yqsurf(j) = qsurf(i,nsrf)
451        yalb(j) = albe(i,nsrf)
452        yalblw(j) = alblw(i,nsrf)
453        yrain_f(j) = rain_f(i)
454        ysnow_f(j) = snow_f(i)
455        yagesno(j) = agesno(i,nsrf)
456        yfder(j) = fder(i)
457        ytaux(j) = flux_u(i,1,nsrf)
458        ytauy(j) = flux_v(i,1,nsrf)
459        ysolsw(j) = solsw(i,nsrf)
460        ysollw(j) = sollw(i,nsrf)
461        ysollwdown(j) = sollwdown(i)
462        yrugos(j) = rugos(i,nsrf)
463        yrugoro(j) = rugoro(i)
464        yu1(j) = u1lay(i)
465        yv1(j) = v1lay(i)
466        yrads(j) =  ysolsw(j)+ ysollw(j)
467        ypaprs(j,klev+1) = paprs(i,klev+1)
468        y_run_off_lic_0(j) = run_off_lic_0(i)
469c -- LOOP
470       yu10mx(j) = u10m(i,nsrf)
471       yu10my(j) = v10m(i,nsrf)
472       ywindsp(j) = SQRT(yu10mx(j)*yu10mx(j) + yu10my(j)*yu10my(j) )
473c -- LOOP
474      END DO
475C
476C     IF bucket model for continent, copy soil water content
477      IF ( nsrf .eq. is_ter .and. .not. ok_veget ) THEN
478          DO j = 1, knon
479            i = ni(j)
480            yqsol(j) = qsol(i)
481          END DO
482      ELSE
483          yqsol(:)=0.
484      ENDIF
485c$$$ PB ajour pour soil
486      DO k = 1, nsoilmx
487        DO j = 1, knon
488          i = ni(j)
489          ytsoil(j,k) = ftsoil(i,k,nsrf)
490        END DO 
491      END DO
492      DO k = 1, klev
493      DO j = 1, knon
494      i = ni(j)
495        ypaprs(j,k) = paprs(i,k)
496        ypplay(j,k) = pplay(i,k)
497        ydelp(j,k) = delp(i,k)
498        yu(j,k) = u(i,k)
499        yv(j,k) = v(i,k)
500        yt(j,k) = t(i,k)
501        yq(j,k) = q(i,k)
502      ENDDO
503      ENDDO
504c
505c
506cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
507c calculer Cdrag et les coefficients d'echange
508cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
509
510cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
511c  Calcul anciens du LMD. Effectues de toutes facons.
512cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
513
514      CALL coefkz(nsrf, knon, ypaprs, ypplay,
515cIM 261103
516     .     ksta, ksta_ter,
517cIM 261103
518     .            yts, yrugos, yu, yv, yt, yq,
519     .            yqsurf,
520     .            ycoefm, ycoefh)
521
522      CALL coefkz2(nsrf, knon, ypaprs, ypplay,yt,
523     .                  ycoefm0, ycoefh0)
524      if (first_appel) then
525        if (prt_level > 9) THEN
526          WRITE(lunout,*)'Apres coefkz2 '
527          WRITE(lunout,*)'nsrf,knon,yts,yrugos,yqsurf',
528     .    nsrf,knon,yts,yrugos,yqsurf
529          WRITE(lunout,*)'ypaprs(1,k),ypplay(1,k),yu,yv,yt'
530          do k=1,klev
531            WRITE(lunout,*)ypaprs(1,k),ypplay(1,k),
532     .      yu(1,k),yv(1,k),yt(1,k)
533          enddo
534          do k=1,klev
535            WRITE(lunout,*)ycoefm(1,k),ycoefh(1,k),
536     .      ycoefm0(1,k),ycoefh0(1,k)
537          enddo
538        ENDIF
539        first_appel=.false.
540      endif
541
542      DO k = 1, klev
543      DO i = 1, knon
544         ycoefm(i,k) = MAX(ycoefm(i,k),ycoefm0(i,k))
545         ycoefh(i,k) = MAX(ycoefh(i,k),ycoefh0(i,k))
546      ENDDO
547      ENDDO
548
549c
550cIM cf JLD : on seuille ycoefm et ycoefh
551      if (nsrf.eq.is_oce) then
552         do j=1,knon
553c           ycoefm(j,1)=min(ycoefm(j,1),1.1E-3)
554            ycoefm(j,1)=min(ycoefm(j,1),cdmmax)
555c           ycoefh(j,1)=min(ycoefh(j,1),1.1E-3)
556            ycoefh(j,1)=min(ycoefh(j,1),cdhmax)
557         enddo
558      endif
559
560c
561cIM: 261103
562      if (ok_kzmin) THEN
563cIM cf FH: 201103 BEG
564c   Calcul d'une diffusion minimale pour les conditions tres stables.
565      call coefkzmin(knon,ypaprs,ypplay,yu,yv,yt,yq,ycoefm
566     .   ,ycoefm0,ycoefh0)
567c      call dump2d(iim,jjm-1,ycoefm(2:klon-1,2), 'KZ         ')
568c      call dump2d(iim,jjm-1,ycoefm0(2:klon-1,2),'KZMIN      ')
569 
570       if ( 1.eq.1 ) then
571       DO k = 1, klev
572       DO i = 1, knon
573          ycoefm(i,k) = MAX(ycoefm(i,k),ycoefm0(i,k))
574          ycoefh(i,k) = MAX(ycoefh(i,k),ycoefh0(i,k))
575       ENDDO
576       ENDDO
577       endif
578cIM cf FH: 201103 END
579      endif !ok_kzmin
580cIM: 261103
581
582
583      IF (iflag_pbl.ge.3) then
584
585cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
586c MELLOR ET YAMADA adapte a Mars Richard Fournier et Frederic Hourdin
587cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
588
589         yzlay(1:knon,1)=
590     .   RD*yt(1:knon,1)/(0.5*(ypaprs(1:knon,1)+ypplay(1:knon,1)))
591     .   *(ypaprs(1:knon,1)-ypplay(1:knon,1))/RG
592         do k=2,klev
593            yzlay(1:knon,k)=
594     .      yzlay(1:knon,k-1)+RD*0.5*(yt(1:knon,k-1)+yt(1:knon,k))
595     .      /ypaprs(1:knon,k)*(ypplay(1:knon,k-1)-ypplay(1:knon,k))/RG
596         enddo
597         do k=1,klev
598            yteta(1:knon,k)=
599     .      yt(1:knon,k)*(ypaprs(1:knon,1)/ypplay(1:knon,k))**rkappa
600     .      *(1.+0.61*yq(1:knon,k))
601         enddo
602         yzlev(1:knon,1)=0.
603         yzlev(1:knon,klev+1)=2.*yzlay(1:knon,klev)-yzlay(1:knon,klev-1)
604         do k=2,klev
605            yzlev(1:knon,k)=0.5*(yzlay(1:knon,k)+yzlay(1:knon,k-1))
606         enddo
607         DO k = 1, klev+1
608            DO j = 1, knon
609               i = ni(j)
610               yq2(j,k)=q2(i,k,nsrf)
611            enddo
612         enddo
613
614
615c   Bug introduit volontairement pour converger avec les resultats
616c  du papier sur les thermiques.
617         if (1.eq.1) then
618         y_cd_m(1:knon) = ycoefm(1:knon,1)
619         y_cd_h(1:knon) = ycoefh(1:knon,1)
620         else
621         y_cd_h(1:knon) = ycoefm(1:knon,1)
622         y_cd_m(1:knon) = ycoefh(1:knon,1)
623         endif
624         call ustarhb(knon,yu,yv,y_cd_m, yustar)
625
626        if (prt_level > 9) THEN
627          WRITE(lunout,*)'USTAR = ',yustar
628        ENDIF
629
630c   iflag_pbl peut etre utilise comme longuer de melange
631
632         if (iflag_pbl.ge.11) then
633            call vdif_kcay(knon,dtime,rg,rd,ypaprs,yt
634     s      ,yzlev,yzlay,yu,yv,yteta
635     s      ,y_cd_m,yq2,q2diag,ykmm,ykmn,yustar,
636     s      iflag_pbl)
637         else
638            call yamada4(knon,dtime,rg,rd,ypaprs,yt
639     s      ,yzlev,yzlay,yu,yv,yteta
640     s      ,y_cd_m,yq2,ykmm,ykmn,ykmq,yustar,
641     s      iflag_pbl)
642         endif
643
644         ycoefm(1:knon,1)=y_cd_m(1:knon)
645         ycoefh(1:knon,1)=y_cd_h(1:knon)
646         ycoefm(1:knon,2:klev)=ykmm(1:knon,2:klev)
647         ycoefh(1:knon,2:klev)=ykmn(1:knon,2:klev)
648
649
650      ENDIF
651
652cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
653c calculer la diffusion des vitesses "u" et "v"
654cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
655
656      CALL clvent(knon,dtime,yu1,yv1,ycoefm,yt,yu,ypaprs,ypplay,ydelp,
657     s            y_d_u,y_flux_u)
658      CALL clvent(knon,dtime,yu1,yv1,ycoefm,yt,yv,ypaprs,ypplay,ydelp,
659     s            y_d_v,y_flux_v)
660
661c pour le couplage
662      ytaux = y_flux_u(:,1)
663      ytauy = y_flux_v(:,1)
664
665c FH modif sur le cdrag temperature
666c$$$PB : déplace dans clcdrag
667c$$$      do i=1,knon
668c$$$         ycoefh(i,1)=ycoefm(i,1)*0.8
669c$$$      enddo
670
671cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
672c calculer la diffusion de "q" et de "h"
673cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
674      CALL clqh(dtime, itap, date0,jour, debut,lafin,
675     e          rlon, rlat, cufi, cvfi,
676     e          knon, nsrf, ni, pctsrf,
677     e          soil_model, ytsoil,yqsol,
678     e          ok_veget, ocean, npas, nexca,
679     e          rmu0, co2_ppm, yrugos, yrugoro,
680     e          yu1, yv1, ycoefh,
681     e          yt,yq,yts,ypaprs,ypplay,
682     e          ydelp,yrads,yalb, yalblw, ysnow, yqsurf,
683     e          yrain_f, ysnow_f, yfder, ytaux, ytauy,
684c -- LOOP
685     e          ywindsp,
686c -- LOOP
687c$$$     e          ysollw, ysolsw,
688     e          ysollw, ysollwdown, ysolsw,yfluxlat,
689     s          pctsrf_new, yagesno,
690     s          y_d_t, y_d_q, y_d_ts, yz0_new,
691     s          y_flux_t, y_flux_q, y_dflux_t, y_dflux_q,
692     s          y_fqcalving,y_ffonte,y_run_off_lic_0)
693c
694c calculer la longueur de rugosite sur ocean
695      yrugm=0.
696      IF (nsrf.EQ.is_oce) THEN
697      DO j = 1, knon
698         yrugm(j) = 0.018*ycoefm(j,1) * (yu1(j)**2+yv1(j)**2)/RG
699     $      +  0.11*14e-6 / sqrt(ycoefm(j,1) * (yu1(j)**2+yv1(j)**2))
700         yrugm(j) = MAX(1.5e-05,yrugm(j))
701      ENDDO
702      ENDIF
703      DO j = 1, knon
704         y_dflux_t(j) = y_dflux_t(j) * ypct(j)
705         y_dflux_q(j) = y_dflux_q(j) * ypct(j)
706         yu1(j) = yu1(j) *  ypct(j)
707         yv1(j) = yv1(j) *  ypct(j)
708      ENDDO
709c
710      DO k = 1, klev
711        DO j = 1, knon
712          i = ni(j)
713          ycoefh(j,k) = ycoefh(j,k) * ypct(j)
714          ycoefm(j,k) = ycoefm(j,k) * ypct(j)
715          y_d_t(j,k) = y_d_t(j,k) * ypct(j)
716          y_d_q(j,k) = y_d_q(j,k) * ypct(j)
717C§§§ PB
718          flux_t(i,k,nsrf) = y_flux_t(j,k)
719          flux_q(i,k,nsrf) = y_flux_q(j,k)
720          flux_u(i,k,nsrf) = y_flux_u(j,k)
721          flux_v(i,k,nsrf) = y_flux_v(j,k)
722c$$$ PB        y_flux_t(j,k) = y_flux_t(j,k) * ypct(j)
723c$$$ PB        y_flux_q(j,k) = y_flux_q(j,k) * ypct(j)
724          y_d_u(j,k) = y_d_u(j,k) * ypct(j)
725          y_d_v(j,k) = y_d_v(j,k) * ypct(j)
726c$$$ PB        y_flux_u(j,k) = y_flux_u(j,k) * ypct(j)
727c$$$ PB        y_flux_v(j,k) = y_flux_v(j,k) * ypct(j)
728        ENDDO
729      ENDDO
730
731
732      evap(:,nsrf) = - flux_q(:,1,nsrf)
733c
734      albe(:, nsrf) = 0.
735      alblw(:, nsrf) = 0.
736      snow(:, nsrf) = 0.
737      qsurf(:, nsrf) = 0.
738      rugos(:, nsrf) = 0.
739      fluxlat(:,nsrf) = 0.
740      DO j = 1, knon
741         i = ni(j)
742         d_ts(i,nsrf) = y_d_ts(j)
743         albe(i,nsrf) = yalb(j)
744         alblw(i,nsrf) = yalblw(j)
745         snow(i,nsrf) = ysnow(j)
746         qsurf(i,nsrf) = yqsurf(j)
747         rugos(i,nsrf) = yz0_new(j)
748         fluxlat(i,nsrf) = yfluxlat(j)
749c$$$ pb         rugmer(i) = yrugm(j)
750         IF (nsrf .EQ. is_oce) then
751           rugmer(i) = yrugm(j)
752           rugos(i,nsrf) = yrugm(j)
753         endif 
754cIM cf JLD ??
755         fqcalving(i,nsrf) = y_fqcalving(j)       
756         ffonte(i,nsrf) = y_ffonte(j)       
757         cdragh(i) = cdragh(i) + ycoefh(j,1)
758         cdragm(i) = cdragm(i) + ycoefm(j,1)
759         dflux_t(i) = dflux_t(i) + y_dflux_t(j)
760         dflux_q(i) = dflux_q(i) + y_dflux_q(j)
761         zu1(i) = zu1(i) + yu1(j)
762         zv1(i) = zv1(i) + yv1(j)
763      END DO
764      IF ( nsrf .eq. is_ter ) THEN
765      DO j = 1, knon
766         i = ni(j)
767         qsol(i) = yqsol(j)
768      END DO
769      END IF
770      IF ( nsrf .eq. is_lic ) THEN
771        DO j = 1, knon
772          i = ni(j)
773          run_off_lic_0(i) = y_run_off_lic_0(j)
774        END DO
775      END IF
776c$$$ PB ajout pour soil
777      ftsoil(:,:,nsrf) = 0.
778      DO k = 1, nsoilmx
779        DO j = 1, knon
780          i = ni(j)
781          ftsoil(i, k, nsrf) = ytsoil(j,k)
782        END DO
783      END DO
784c
785#ifdef CRAY
786      DO k = 1, klev
787      DO j = 1, knon
788      i = ni(j)
789#else
790      DO j = 1, knon
791      i = ni(j)
792      DO k = 1, klev
793#endif
794         d_t(i,k) = d_t(i,k) + y_d_t(j,k)
795         d_q(i,k) = d_q(i,k) + y_d_q(j,k)
796c$$$ PB        flux_t(i,k) = flux_t(i,k) + y_flux_t(j,k)
797c$$$         flux_q(i,k) = flux_q(i,k) + y_flux_q(j,k)
798         d_u(i,k) = d_u(i,k) + y_d_u(j,k)
799         d_v(i,k) = d_v(i,k) + y_d_v(j,k)
800c$$$  PB       flux_u(i,k) = flux_u(i,k) + y_flux_u(j,k)
801c$$$         flux_v(i,k) = flux_v(i,k) + y_flux_v(j,k)
802         zcoefh(i,k) = zcoefh(i,k) + ycoefh(j,k)
803      ENDDO
804      ENDDO
805c
806c
807#undef T2m     
808#define T2m     
809#ifdef T2m
810ccc diagnostic t,q a 2m et u, v a 10m
811c
812      DO j=1, knon
813        i = ni(j)
814        uzon(j) = yu(j,1) + y_d_u(j,1)
815        vmer(j) = yv(j,1) + y_d_v(j,1)
816        tair1(j) = yt(j,1) + y_d_t(j,1)
817        qair1(j) = yq(j,1) + y_d_q(j,1)
818        zgeo1(j) = RD * tair1(j) / (0.5*(ypaprs(j,1)+ypplay(j,1)))
819     &                   * (ypaprs(j,1)-ypplay(j,1))
820        tairsol(j) = yts(j) + y_d_ts(j)
821        rugo1(j) = yrugos(j)
822        IF(nsrf.EQ.is_oce) THEN
823         rugo1(j) = rugos(i,nsrf)
824        ENDIF
825        psfce(j)=ypaprs(j,1)
826        patm(j)=ypplay(j,1)
827c
828        qairsol(j) = yqsurf(j)
829      ENDDO
830c
831      if (check) THEN
832       WRITE(*,*)' avant stdlevvar. nsrf=',nsrf
833       IF(nsrf.EQ.3) THEN
834        j=1465
835        WRITE(*,*)' INstO',klon,knon,nsrf,zxli,uzon(j),vmer(j),
836     &      tair1(j),qair1(j),zgeo1(j),tairsol(j),qairsol(j),rugo1(j),
837     &      psfce(j),patm(j)
838       ENDIF
839       WRITE(*,*)' qairsol (min, max)'
840     $     , minval(qairsol(1:knon)), maxval(qairsol(1:knon))
841       call flush(6)
842      ENDIF
843c
844      CALL stdlevvar(klon, knon, nsrf, zxli,
845     &               uzon, vmer, tair1, qair1, zgeo1,
846     &               tairsol, qairsol, rugo1, psfce, patm,
847     &               yt2m, yq2m, yu10m)
848
849c
850      if (check) THEN
851      IF(nsrf.EQ.3) THEN
852       j=1465
853       WRITE(*,*)' OUstd',klon,knon,nsrf,zxli,uzon(j),vmer(j),
854     & tair1(j),qair1(j),zgeo1(j),tairsol(j),qairsol(j),rugo1(j),
855     & psfce(j),patm(j)
856       WRITE(*,*)' tqu',yt2m(j),yq2m(j),yu10m(j)
857          call flush(6)
858      ENDIF
859      ENDIF
860c
861      DO j=1, knon
862       i = ni(j)
863       t2m(i,nsrf)=yt2m(j)
864
865       if (check) THEN
866        IF(nsrf.EQ.3 .and. j.EQ.1465) THEN
867         WRITE(*,*) 't2m APRES stdlev',j,i,tair1(j),t2m(i,nsrf),
868     $   tairsol(j),rlon(i),rlat(i)
869         call flush(6)
870        ENDIF
871       ENDIF
872c
873       q2m(i,nsrf)=yq2m(j)
874c
875c u10m, v10m : composantes du vent a 10m sans spirale de Ekman
876       u10m(i,nsrf)=(yu10m(j) * uzon(j))/sqrt(uzon(j)**2+vmer(j)**2)
877       v10m(i,nsrf)=(yu10m(j) * vmer(j))/sqrt(uzon(j)**2+vmer(j)**2)
878c
879      ENDDO
880#else
881       DO j=1, knon
882         i = ni(j)
883         t2m(i,nsrf)=0.
884         q2m(i,nsrf)=0.
885         u10m(i,nsrf)=0.
886         v10m(i,nsrf)=0.
887       ENDDO
888#endif
889
890      do j=1,knon
891         do k=1,klev+1
892         i=ni(j)
893         q2(i,k,nsrf)=yq2(j,k)
894         enddo
895      enddo
896c
897
89899999 CONTINUE
899c
900C
901C On utilise les nouvelles surfaces
902C A rajouter: conservation de l'albedo
903C
904      rugos(:,is_oce) = rugmer
905      pctsrf = pctsrf_new
906
907      RETURN
908      END
909      SUBROUTINE clqh(dtime,itime, date0,jour,debut,lafin,
910     e                rlon, rlat, cufi, cvfi,
911     e                knon, nisurf, knindex, pctsrf,
912     $                soil_model,tsoil,qsol,
913     e                ok_veget, ocean, npas, nexca,
914     e                rmu0, co2_ppm, rugos, rugoro,
915     e                u1lay,v1lay,coef,
916     e                t,q,ts,paprs,pplay,
917     e                delp,radsol,albedo,alblw,snow,qsurf,
918     e                precip_rain, precip_snow, fder, taux, tauy,
919c -- LOOP
920     e                ywindsp,
921c -- LOOP
922     $                sollw, sollwdown, swnet,fluxlat,
923     s                pctsrf_new, agesno,
924     s                d_t, d_q, d_ts, z0_new,
925     s                flux_t, flux_q,dflux_s,dflux_l,
926     s                fqcalving,ffonte,run_off_lic_0)
927
928      USE interface_surf
929
930      IMPLICIT none
931c======================================================================
932c Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930818
933c Objet: diffusion verticale de "q" et de "h"
934c======================================================================
935#include "dimensions.h"
936#include "dimphy.h"
937#include "YOMCST.h"
938#include "YOETHF.h"
939#include "FCTTRE.h"
940#include "indicesol.h"
941#include "dimsoil.h"
942#include "iniprint.h"
943
944c Arguments:
945      INTEGER knon
946      REAL dtime              ! intervalle du temps (s)
947      real date0
948      REAL u1lay(klon)        ! vitesse u de la 1ere couche (m/s)
949      REAL v1lay(klon)        ! vitesse v de la 1ere couche (m/s)
950      REAL coef(klon,klev)    ! le coefficient d'echange (m**2/s)
951c                               multiplie par le cisaillement du
952c                               vent (dV/dz); la premiere valeur
953c                               indique la valeur de Cdrag (sans unite)
954      REAL t(klon,klev)       ! temperature (K)
955      REAL q(klon,klev)       ! humidite specifique (kg/kg)
956      REAL ts(klon)           ! temperature du sol (K)
957      REAL evap(klon)         ! evaporation au sol
958      REAL paprs(klon,klev+1) ! pression a inter-couche (Pa)
959      REAL pplay(klon,klev)   ! pression au milieu de couche (Pa)
960      REAL delp(klon,klev)    ! epaisseur de couche en pression (Pa)
961      REAL radsol(klon)       ! ray. net au sol (Solaire+IR) W/m2
962      REAL albedo(klon)       ! albedo de la surface
963      REAL alblw(klon)
964      REAL snow(klon)         ! hauteur de neige
965      REAL qsurf(klon)         ! humidite de l'air au dessus de la surface
966      real precip_rain(klon), precip_snow(klon)
967      REAL agesno(klon)
968      REAL rugoro(klon)
969      REAL run_off_lic_0(klon)! runof glacier au pas de temps precedent
970      integer jour            ! jour de l'annee en cours
971      real rmu0(klon)         ! cosinus de l'angle solaire zenithal
972      real rugos(klon)        ! rugosite
973      integer knindex(klon)
974      real pctsrf(klon,nbsrf)
975      real rlon(klon), rlat(klon), cufi(klon), cvfi(klon)
976      logical ok_veget
977      REAL co2_ppm            ! taux CO2 atmosphere
978      character*6 ocean
979      integer npas, nexca
980c -- LOOP
981       REAL yu10mx(klon)
982       REAL yu10my(klon)
983       REAL ywindsp(klon)
984c -- LOOP
985
986
987c
988      REAL d_t(klon,klev)     ! incrementation de "t"
989      REAL d_q(klon,klev)     ! incrementation de "q"
990      REAL d_ts(klon)         ! incrementation de "ts"
991      REAL flux_t(klon,klev)  ! (diagnostic) flux de la chaleur
992c                               sensible, flux de Cp*T, positif vers
993c                               le bas: j/(m**2 s) c.a.d.: W/m2
994      REAL flux_q(klon,klev)  ! flux de la vapeur d'eau:kg/(m**2 s)
995      REAL dflux_s(klon) ! derivee du flux sensible dF/dTs
996      REAL dflux_l(klon) ! derivee du flux latent dF/dTs
997cIM cf JLD
998c Flux thermique utiliser pour fondre la neige
999      REAL ffonte(klon)
1000c Flux d'eau "perdue" par la surface et nécessaire pour que limiter la
1001c hauteur de neige, en kg/m2/s
1002      REAL fqcalving(klon)
1003c======================================================================
1004      REAL t_grnd  ! temperature de rappel pour glace de mer
1005      PARAMETER (t_grnd=271.35)
1006      REAL t_coup
1007      PARAMETER(t_coup=273.15)
1008c======================================================================
1009      INTEGER i, k
1010      REAL zx_cq(klon,klev)
1011      REAL zx_dq(klon,klev)
1012      REAL zx_ch(klon,klev)
1013      REAL zx_dh(klon,klev)
1014      REAL zx_buf1(klon)
1015      REAL zx_buf2(klon)
1016      REAL zx_coef(klon,klev)
1017      REAL local_h(klon,klev) ! enthalpie potentielle
1018      REAL local_q(klon,klev)
1019      REAL local_ts(klon)
1020      REAL psref(klon) ! pression de reference pour temperature potent.
1021      REAL zx_pkh(klon,klev), zx_pkf(klon,klev)
1022c======================================================================
1023c contre-gradient pour la vapeur d'eau: (kg/kg)/metre
1024      REAL gamq(klon,2:klev)
1025c contre-gradient pour la chaleur sensible: Kelvin/metre
1026      REAL gamt(klon,2:klev)
1027      REAL z_gamaq(klon,2:klev), z_gamah(klon,2:klev)
1028      REAL zdelz
1029c======================================================================
1030#include "compbl.h"
1031c======================================================================
1032c Rajout pour l'interface
1033      integer itime
1034      integer nisurf
1035      logical debut, lafin
1036      real zlev1(klon)
1037      real fder(klon), taux(klon), tauy(klon)
1038      real temp_air(klon), spechum(klon)
1039      real epot_air(klon), ccanopy(klon)
1040      real tq_cdrag(klon), petAcoef(klon), peqAcoef(klon)
1041      real petBcoef(klon), peqBcoef(klon)
1042      real sollw(klon), sollwdown(klon), swnet(klon), swdown(klon)
1043      real p1lay(klon)
1044c$$$C PB ajout pour soil
1045      LOGICAL soil_model
1046      REAL tsoil(klon, nsoilmx)
1047      REAL qsol(klon)
1048
1049! Parametres de sortie
1050      real fluxsens(klon), fluxlat(klon)
1051      real tsol_rad(klon), tsurf_new(klon), alb_new(klon)
1052      real emis_new(klon), z0_new(klon)
1053      real pctsrf_new(klon,nbsrf)
1054c JLD
1055      real zzpk
1056C
1057      character (len = 20) :: modname = 'Debut clqh'
1058      LOGICAL check
1059      PARAMETER (check=.false.)
1060C
1061      if (check) THEN
1062          write(*,*) modname,' nisurf=',nisurf
1063          call flush(6)
1064      endif
1065c
1066      if (check) THEN
1067       WRITE(*,*)' qsurf (min, max)'
1068     $     , minval(qsurf(1:knon)), maxval(qsurf(1:knon))
1069       call flush(6)
1070      ENDIF
1071C
1072C
1073      if (iflag_pbl.eq.1) then
1074        do k = 3, klev
1075          do i = 1, knon
1076            gamq(i,k)= 0.0
1077            gamt(i,k)=  -1.0e-03
1078          enddo
1079        enddo
1080        do i = 1, knon
1081          gamq(i,2) = 0.0
1082          gamt(i,2) = -2.5e-03
1083        enddo
1084      else
1085        do k = 2, klev
1086          do i = 1, knon
1087            gamq(i,k) = 0.0
1088            gamt(i,k) = 0.0
1089          enddo
1090        enddo
1091      endif
1092
1093      DO i = 1, knon
1094         psref(i) = paprs(i,1) !pression de reference est celle au sol
1095         local_ts(i) = ts(i)
1096      ENDDO
1097      DO k = 1, klev
1098      DO i = 1, knon
1099         zx_pkh(i,k) = (psref(i)/paprs(i,k))**RKAPPA
1100         zx_pkf(i,k) = (psref(i)/pplay(i,k))**RKAPPA
1101         local_h(i,k) = RCPD * t(i,k) * zx_pkf(i,k)
1102         local_q(i,k) = q(i,k)
1103      ENDDO
1104      ENDDO
1105c
1106c Convertir les coefficients en variables convenables au calcul:
1107c
1108c
1109      DO k = 2, klev
1110      DO i = 1, knon
1111         zx_coef(i,k) = coef(i,k)*RG/(pplay(i,k-1)-pplay(i,k))
1112     .                  *(paprs(i,k)*2/(t(i,k)+t(i,k-1))/RD)**2
1113         zx_coef(i,k) = zx_coef(i,k) * dtime*RG
1114      ENDDO
1115      ENDDO
1116c
1117c Preparer les flux lies aux contre-gardients
1118c
1119      DO k = 2, klev
1120      DO i = 1, knon
1121         zdelz = RD * (t(i,k-1)+t(i,k))/2.0 / RG /paprs(i,k)
1122     .              *(pplay(i,k-1)-pplay(i,k))
1123         z_gamaq(i,k) = gamq(i,k) * zdelz
1124         z_gamah(i,k) = gamt(i,k) * zdelz *RCPD * zx_pkh(i,k)
1125      ENDDO
1126      ENDDO
1127      DO i = 1, knon
1128         zx_buf1(i) = zx_coef(i,klev) + delp(i,klev)
1129         zx_cq(i,klev) = (local_q(i,klev)*delp(i,klev)
1130     .                   -zx_coef(i,klev)*z_gamaq(i,klev))/zx_buf1(i)
1131         zx_dq(i,klev) = zx_coef(i,klev) / zx_buf1(i)
1132c
1133         zzpk=(pplay(i,klev)/psref(i))**RKAPPA
1134         zx_buf2(i) = zzpk*delp(i,klev) + zx_coef(i,klev)
1135         zx_ch(i,klev) = (local_h(i,klev)*zzpk*delp(i,klev)
1136     .                   -zx_coef(i,klev)*z_gamah(i,klev))/zx_buf2(i)
1137         zx_dh(i,klev) = zx_coef(i,klev) / zx_buf2(i)
1138      ENDDO
1139      DO k = klev-1, 2 , -1
1140      DO i = 1, knon
1141         zx_buf1(i) = delp(i,k)+zx_coef(i,k)
1142     .               +zx_coef(i,k+1)*(1.-zx_dq(i,k+1))
1143         zx_cq(i,k) = (local_q(i,k)*delp(i,k)
1144     .                 +zx_coef(i,k+1)*zx_cq(i,k+1)
1145     .                 +zx_coef(i,k+1)*z_gamaq(i,k+1)
1146     .                 -zx_coef(i,k)*z_gamaq(i,k))/zx_buf1(i)
1147         zx_dq(i,k) = zx_coef(i,k) / zx_buf1(i)
1148c
1149         zzpk=(pplay(i,k)/psref(i))**RKAPPA
1150         zx_buf2(i) = zzpk*delp(i,k)+zx_coef(i,k)
1151     .               +zx_coef(i,k+1)*(1.-zx_dh(i,k+1))
1152         zx_ch(i,k) = (local_h(i,k)*zzpk*delp(i,k)
1153     .                 +zx_coef(i,k+1)*zx_ch(i,k+1)
1154     .                 +zx_coef(i,k+1)*z_gamah(i,k+1)
1155     .                 -zx_coef(i,k)*z_gamah(i,k))/zx_buf2(i)
1156         zx_dh(i,k) = zx_coef(i,k) / zx_buf2(i)
1157      ENDDO
1158      ENDDO
1159C
1160C nouvelle formulation JL Dufresne
1161C
1162C q1 = zx_cq(i,1) + zx_dq(i,1) * Flux_Q(i,1) * dt
1163C h1 = zx_ch(i,1) + zx_dh(i,1) * Flux_H(i,1) * dt
1164C
1165      DO i = 1, knon
1166         zx_buf1(i) = delp(i,1) + zx_coef(i,2)*(1.-zx_dq(i,2))
1167         zx_cq(i,1) = (local_q(i,1)*delp(i,1)
1168     .                 +zx_coef(i,2)*(z_gamaq(i,2)+zx_cq(i,2)))
1169     .                /zx_buf1(i)
1170         zx_dq(i,1) = -1. * RG / zx_buf1(i)
1171c
1172         zzpk=(pplay(i,1)/psref(i))**RKAPPA
1173         zx_buf2(i) = zzpk*delp(i,1) + zx_coef(i,2)*(1.-zx_dh(i,2))
1174         zx_ch(i,1) = (local_h(i,1)*zzpk*delp(i,1)
1175     .                 +zx_coef(i,2)*(z_gamah(i,2)+zx_ch(i,2)))
1176     .                /zx_buf2(i)
1177         zx_dh(i,1) = -1. * RG / zx_buf2(i)
1178      ENDDO
1179
1180C Appel a interfsurf (appel generique) routine d'interface avec la surface
1181
1182c initialisation
1183       petAcoef =0.
1184        peqAcoef = 0.
1185        petBcoef =0.
1186        peqBcoef = 0.
1187        p1lay =0.
1188       
1189c      do i = 1, knon
1190        petAcoef(1:knon) = zx_ch(1:knon,1)
1191        peqAcoef(1:knon) = zx_cq(1:knon,1)
1192        petBcoef(1:knon) =  zx_dh(1:knon,1)
1193        peqBcoef(1:knon) = zx_dq(1:knon,1)
1194        tq_cdrag(1:knon) =coef(1:knon,1)
1195        temp_air(1:knon) =t(1:knon,1)
1196        epot_air(1:knon) =local_h(1:knon,1)
1197        spechum(1:knon)=q(1:knon,1)
1198        p1lay(1:knon) = pplay(1:knon,1)
1199        zlev1(1:knon) = delp(1:knon,1)
1200c        swnet = swdown * (1. - albedo)
1201        swdown(1:knon) = swnet(1:knon)
1202c      enddo
1203      ccanopy = co2_ppm
1204
1205      CALL interfsurf(itime, dtime, date0, jour, rmu0,
1206     e klon, iim, jjm, nisurf, knon, knindex, pctsrf,
1207     e rlon, rlat, cufi, cvfi,
1208     e debut, lafin, ok_veget, soil_model, nsoilmx,tsoil, qsol,
1209     e zlev1,  u1lay, v1lay, temp_air, spechum, epot_air, ccanopy,
1210     e tq_cdrag, petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef,
1211     e precip_rain, precip_snow, sollw, sollwdown, swnet, swdown,
1212     e fder, taux, tauy,
1213c -- LOOP
1214     e ywindsp,
1215c -- LOOP
1216     e rugos, rugoro,
1217     e albedo, snow, qsurf,
1218     e ts, p1lay, psref, radsol,
1219     e ocean, npas, nexca, zmasq,
1220     s evap, fluxsens, fluxlat, dflux_l, dflux_s,             
1221     s tsol_rad, tsurf_new, alb_new, alblw, emis_new, z0_new,
1222     s pctsrf_new, agesno,fqcalving,ffonte, run_off_lic_0)
1223
1224
1225      do i = 1, knon
1226        flux_t(i,1) = fluxsens(i)
1227        flux_q(i,1) = - evap(i)
1228        d_ts(i) = tsurf_new(i) - ts(i)
1229        albedo(i) = alb_new(i)
1230      enddo
1231
1232c==== une fois on a zx_h_ts, on peut faire l'iteration ========
1233      DO i = 1, knon
1234         local_h(i,1) = zx_ch(i,1) + zx_dh(i,1)*flux_t(i,1)*dtime
1235         local_q(i,1) = zx_cq(i,1) + zx_dq(i,1)*flux_q(i,1)*dtime
1236      ENDDO
1237      DO k = 2, klev
1238      DO i = 1, knon
1239        local_q(i,k) = zx_cq(i,k) + zx_dq(i,k)*local_q(i,k-1)
1240        local_h(i,k) = zx_ch(i,k) + zx_dh(i,k)*local_h(i,k-1)
1241      ENDDO
1242      ENDDO
1243c======================================================================
1244c== flux_q est le flux de vapeur d'eau: kg/(m**2 s)  positive vers bas
1245c== flux_t est le flux de cpt (energie sensible): j/(m**2 s)
1246      DO k = 2, klev
1247      DO i = 1, knon
1248        flux_q(i,k) = (zx_coef(i,k)/RG/dtime)
1249     .                * (local_q(i,k)-local_q(i,k-1)+z_gamaq(i,k))
1250        flux_t(i,k) = (zx_coef(i,k)/RG/dtime)
1251     .                * (local_h(i,k)-local_h(i,k-1)+z_gamah(i,k))
1252     .                / zx_pkh(i,k)
1253      ENDDO
1254      ENDDO
1255c======================================================================
1256C Calcul tendances
1257      DO k = 1, klev
1258      DO i = 1, knon
1259         d_t(i,k) = local_h(i,k)/zx_pkf(i,k)/RCPD - t(i,k)
1260         d_q(i,k) = local_q(i,k) - q(i,k)
1261      ENDDO
1262      ENDDO
1263c
1264
1265      RETURN
1266      END
1267      SUBROUTINE clvent(knon,dtime, u1lay,v1lay,coef,t,ven,
1268     e                  paprs,pplay,delp,
1269     s                  d_ven,flux_v)
1270      IMPLICIT none
1271c======================================================================
1272c Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930818
1273c Objet: diffusion vertical de la vitesse "ven"
1274c======================================================================
1275c Arguments:
1276c dtime----input-R- intervalle du temps (en second)
1277c u1lay----input-R- vent u de la premiere couche (m/s)
1278c v1lay----input-R- vent v de la premiere couche (m/s)
1279c coef-----input-R- le coefficient d'echange (m**2/s) multiplie par
1280c                   le cisaillement du vent (dV/dz); la premiere
1281c                   valeur indique la valeur de Cdrag (sans unite)
1282c t--------input-R- temperature (K)
1283c ven------input-R- vitesse horizontale (m/s)
1284c paprs----input-R- pression a inter-couche (Pa)
1285c pplay----input-R- pression au milieu de couche (Pa)
1286c delp-----input-R- epaisseur de couche (Pa)
1287c
1288c
1289c d_ven----output-R- le changement de "ven"
1290c flux_v---output-R- (diagnostic) flux du vent: (kg m/s)/(m**2 s)
1291c======================================================================
1292#include "dimensions.h"
1293#include "dimphy.h"
1294#include "iniprint.h"
1295      INTEGER knon
1296      REAL dtime
1297      REAL u1lay(klon), v1lay(klon)
1298      REAL coef(klon,klev)
1299      REAL t(klon,klev), ven(klon,klev)
1300      REAL paprs(klon,klev+1), pplay(klon,klev), delp(klon,klev)
1301      REAL d_ven(klon,klev)
1302      REAL flux_v(klon,klev)
1303c======================================================================
1304#include "YOMCST.h"
1305c======================================================================
1306      INTEGER i, k
1307      REAL zx_cv(klon,2:klev)
1308      REAL zx_dv(klon,2:klev)
1309      REAL zx_buf(klon)
1310      REAL zx_coef(klon,klev)
1311      REAL local_ven(klon,klev)
1312      REAL zx_alf1(klon), zx_alf2(klon)
1313c======================================================================
1314      DO k = 1, klev
1315      DO i = 1, knon
1316         local_ven(i,k) = ven(i,k)
1317      ENDDO
1318      ENDDO
1319c======================================================================
1320      DO i = 1, knon
1321ccc         zx_alf1(i) = (paprs(i,1)-pplay(i,2))/(pplay(i,1)-pplay(i,2))
1322         zx_alf1(i) = 1.0
1323         zx_alf2(i) = 1.0 - zx_alf1(i)
1324         zx_coef(i,1) = coef(i,1)
1325     .                 * (1.0+SQRT(u1lay(i)**2+v1lay(i)**2))
1326     .                 * pplay(i,1)/(RD*t(i,1))
1327         zx_coef(i,1) = zx_coef(i,1) * dtime*RG
1328      ENDDO
1329c======================================================================
1330      DO k = 2, klev
1331      DO i = 1, knon
1332         zx_coef(i,k) = coef(i,k)*RG/(pplay(i,k-1)-pplay(i,k))
1333     .                  *(paprs(i,k)*2/(t(i,k)+t(i,k-1))/RD)**2
1334         zx_coef(i,k) = zx_coef(i,k) * dtime*RG
1335      ENDDO
1336      ENDDO
1337c======================================================================
1338      DO i = 1, knon
1339         zx_buf(i) = delp(i,1) + zx_coef(i,1)*zx_alf1(i)+zx_coef(i,2)
1340         zx_cv(i,2) = local_ven(i,1)*delp(i,1) / zx_buf(i)
1341         zx_dv(i,2) = (zx_coef(i,2)-zx_alf2(i)*zx_coef(i,1))
1342     .                /zx_buf(i)
1343      ENDDO
1344      DO k = 3, klev
1345      DO i = 1, knon
1346         zx_buf(i) = delp(i,k-1) + zx_coef(i,k)
1347     .                         + zx_coef(i,k-1)*(1.-zx_dv(i,k-1))
1348         zx_cv(i,k) = (local_ven(i,k-1)*delp(i,k-1)
1349     .                  +zx_coef(i,k-1)*zx_cv(i,k-1) )/zx_buf(i)
1350         zx_dv(i,k) = zx_coef(i,k)/zx_buf(i)
1351      ENDDO
1352      ENDDO
1353      DO i = 1, knon
1354         local_ven(i,klev) = ( local_ven(i,klev)*delp(i,klev)
1355     .                        +zx_coef(i,klev)*zx_cv(i,klev) )
1356     .                   / ( delp(i,klev) + zx_coef(i,klev)
1357     .                       -zx_coef(i,klev)*zx_dv(i,klev) )
1358      ENDDO
1359      DO k = klev-1, 1, -1
1360      DO i = 1, knon
1361         local_ven(i,k) = zx_cv(i,k+1) + zx_dv(i,k+1)*local_ven(i,k+1)
1362      ENDDO
1363      ENDDO
1364c======================================================================
1365c== flux_v est le flux de moment angulaire (positif vers bas)
1366c== dont l'unite est: (kg m/s)/(m**2 s)
1367      DO i = 1, knon
1368         flux_v(i,1) = zx_coef(i,1)/(RG*dtime)
1369     .                 *(local_ven(i,1)*zx_alf1(i)
1370     .                  +local_ven(i,2)*zx_alf2(i))
1371      ENDDO
1372      DO k = 2, klev
1373      DO i = 1, knon
1374         flux_v(i,k) = zx_coef(i,k)/(RG*dtime)
1375     .               * (local_ven(i,k)-local_ven(i,k-1))
1376      ENDDO
1377      ENDDO
1378c
1379      DO k = 1, klev
1380      DO i = 1, knon
1381         d_ven(i,k) = local_ven(i,k) - ven(i,k)
1382      ENDDO
1383      ENDDO
1384c
1385      RETURN
1386      END
1387      SUBROUTINE coefkz(nsrf, knon, paprs, pplay,
1388cIM 261103
1389     .                  ksta, ksta_ter,
1390cIM 261103
1391     .                  ts, rugos,
1392     .                  u,v,t,q,
1393     .                  qsurf,
1394     .                  pcfm, pcfh)
1395      IMPLICIT none
1396c======================================================================
1397c Auteur(s) F. Hourdin, M. Forichon, Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930922
1398c           (une version strictement identique a l'ancien modele)
1399c Objet: calculer le coefficient du frottement du sol (Cdrag) et les
1400c        coefficients d'echange turbulent dans l'atmosphere.
1401c Arguments:
1402c nsrf-----input-I- indicateur de la nature du sol
1403c knon-----input-I- nombre de points a traiter
1404c paprs----input-R- pression a chaque intercouche (en Pa)
1405c pplay----input-R- pression au milieu de chaque couche (en Pa)
1406c ts-------input-R- temperature du sol (en Kelvin)
1407c rugos----input-R- longeur de rugosite (en m)
1408c u--------input-R- vitesse u
1409c v--------input-R- vitesse v
1410c t--------input-R- temperature (K)
1411c q--------input-R- vapeur d'eau (kg/kg)
1412c
1413c itop-----output-I- numero de couche du sommet de la couche limite
1414c pcfm-----output-R- coefficients a calculer (vitesse)
1415c pcfh-----output-R- coefficients a calculer (chaleur et humidite)
1416c======================================================================
1417#include "dimensions.h"
1418#include "dimphy.h"
1419#include "YOMCST.h"
1420#include "indicesol.h"
1421#include "iniprint.h"
1422c
1423c Arguments:
1424c
1425      INTEGER knon, nsrf
1426      REAL ts(klon)
1427      REAL paprs(klon,klev+1), pplay(klon,klev)
1428      REAL u(klon,klev), v(klon,klev), t(klon,klev), q(klon,klev)
1429      REAL rugos(klon)
1430c
1431      REAL pcfm(klon,klev), pcfh(klon,klev)
1432      INTEGER itop(klon)
1433c
1434c Quelques constantes et options:
1435c
1436      REAL cepdu2, ckap, cb, cc, cd, clam
1437      PARAMETER (cepdu2 =(0.1)**2)
1438      PARAMETER (CKAP=0.4)
1439      PARAMETER (cb=5.0)
1440      PARAMETER (cc=5.0)
1441      PARAMETER (cd=5.0)
1442      PARAMETER (clam=160.0)
1443      REAL ratqs ! largeur de distribution de vapeur d'eau
1444      PARAMETER (ratqs=0.05)
1445      LOGICAL richum ! utilise le nombre de Richardson humide
1446      PARAMETER (richum=.TRUE.)
1447      REAL ric ! nombre de Richardson critique
1448      PARAMETER(ric=0.4)
1449      REAL prandtl
1450      PARAMETER (prandtl=0.4)
1451      REAL kstable ! diffusion minimale (situation stable)
1452      ! GKtest
1453      ! PARAMETER (kstable=1.0e-10)
1454      REAL ksta, ksta_ter
1455cIM: 261103     REAL kstable_ter, kstable_sinon
1456cIM: 211003 cf GK   PARAMETER (kstable_ter = 1.0e-6)
1457cIM: 261103     PARAMETER (kstable_ter = 1.0e-8)
1458cIM: 261103   PARAMETER (kstable_ter = 1.0e-10)
1459cIM: 261103   PARAMETER (kstable_sinon = 1.0e-10)
1460      ! fin GKtest
1461      REAL mixlen ! constante controlant longueur de melange
1462      PARAMETER (mixlen=35.0)
1463      INTEGER isommet ! le sommet de la couche limite
1464      PARAMETER (isommet=klev)
1465      LOGICAL tvirtu ! calculer Ri d'une maniere plus performante
1466      PARAMETER (tvirtu=.TRUE.)
1467      LOGICAL opt_ec ! formule du Centre Europeen dans l'atmosphere
1468      PARAMETER (opt_ec=.FALSE.)
1469
1470#include "compbl.h"
1471c
1472c Variables locales:
1473c
1474      INTEGER i, k
1475      REAL zgeop(klon,klev)
1476      REAL zmgeom(klon)
1477      REAL zri(klon)
1478      REAL zl2(klon)
1479
1480      REAL u1(klon), v1(klon), t1(klon), q1(klon), z1(klon)
1481      REAL pcfm1(klon), pcfh1(klon)
1482c
1483      REAL zdphi, zdu2, ztvd, ztvu, zcdn
1484      REAL zscf
1485      REAL zt, zq, zdelta, zcvm5, zcor, zqs, zfr, zdqs
1486      REAL z2geomf, zalh2, zalm2, zscfh, zscfm
1487      REAL t_coup
1488      PARAMETER (t_coup=273.15)
1489cIM
1490      LOGICAL check
1491      PARAMETER (check=.false.)
1492c
1493c contre-gradient pour la chaleur sensible: Kelvin/metre
1494      REAL gamt(2:klev)
1495      real qsurf(klon)
1496c
1497      LOGICAL appel1er
1498      SAVE appel1er
1499c
1500c Fonctions thermodynamiques et fonctions d'instabilite
1501      REAL fsta, fins, x
1502      LOGICAL zxli ! utiliser un jeu de fonctions simples
1503      PARAMETER (zxli=.FALSE.)
1504c
1505#include "YOETHF.h"
1506#include "FCTTRE.h"
1507      fsta(x) = 1.0 / (1.0+10.0*x*(1+8.0*x))
1508      fins(x) = SQRT(1.0-18.0*x)
1509c
1510      DATA appel1er /.TRUE./
1511c
1512      IF (appel1er) THEN
1513        if (prt_level > 9) THEN
1514          WRITE(lunout,*)'coefkz, opt_ec:', opt_ec
1515          WRITE(lunout,*)'coefkz, richum:', richum
1516          IF (richum) WRITE(lunout,*)'coefkz, ratqs:', ratqs
1517          WRITE(lunout,*)'coefkz, isommet:', isommet
1518          WRITE(lunout,*)'coefkz, tvirtu:', tvirtu
1519          appel1er = .FALSE.
1520        endif
1521      ENDIF
1522c
1523c Initialiser les sorties
1524c
1525      DO k = 1, klev
1526      DO i = 1, knon
1527         pcfm(i,k) = 0.0
1528         pcfh(i,k) = 0.0
1529      ENDDO
1530      ENDDO
1531      DO i = 1, knon
1532         itop(i) = 0
1533      ENDDO
1534
1535c
1536c Prescrire la valeur de contre-gradient
1537c
1538      if (iflag_pbl.eq.1) then
1539         DO k = 3, klev
1540            gamt(k) = -1.0E-03
1541         ENDDO
1542         gamt(2) = -2.5E-03
1543      else
1544         DO k = 2, klev
1545            gamt(k) = 0.0
1546         ENDDO
1547      ENDIF
1548cIM cf JLD/ GKtest
1549      IF ( nsrf .NE. is_oce ) THEN
1550cIM 261103     kstable = kstable_ter
1551        kstable = ksta_ter
1552      ELSE
1553cIM 261103     kstable = kstable_sinon
1554        kstable = ksta
1555      ENDIF
1556cIM cf JLD/ GKtest fin
1557c
1558c Calculer les geopotentiels de chaque couche
1559c
1560      DO i = 1, knon
1561         zgeop(i,1) = RD * t(i,1) / (0.5*(paprs(i,1)+pplay(i,1)))
1562     .                   * (paprs(i,1)-pplay(i,1))
1563      ENDDO
1564      DO k = 2, klev
1565      DO i = 1, knon
1566         zgeop(i,k) = zgeop(i,k-1)
1567     .              + RD * 0.5*(t(i,k-1)+t(i,k)) / paprs(i,k)
1568     .                   * (pplay(i,k-1)-pplay(i,k))
1569      ENDDO
1570      ENDDO
1571c
1572c Calculer le frottement au sol (Cdrag)
1573c
1574      DO i = 1, knon
1575       u1(i) = u(i,1)
1576       v1(i) = v(i,1)
1577       t1(i) = t(i,1)
1578       q1(i) = q(i,1)
1579       z1(i) = zgeop(i,1)
1580      ENDDO
1581c
1582      CALL clcdrag(klon, knon, nsrf, zxli,
1583     $             u1, v1, t1, q1, z1,
1584     $             ts, qsurf, rugos,
1585     $             pcfm1, pcfh1)
1586cIM  $             ts, qsurf, rugos,
1587C
1588      DO i = 1, knon
1589       pcfm(i,1)=pcfm1(i)
1590       pcfh(i,1)=pcfh1(i)
1591      ENDDO
1592c
1593c Calculer les coefficients turbulents dans l'atmosphere
1594c
1595      DO i = 1, knon
1596         itop(i) = isommet
1597      ENDDO
1598
1599
1600      DO k = 2, isommet
1601      DO i = 1, knon
1602            zdu2=MAX(cepdu2,(u(i,k)-u(i,k-1))**2
1603     .                     +(v(i,k)-v(i,k-1))**2)
1604            zmgeom(i)=zgeop(i,k)-zgeop(i,k-1)
1605            zdphi =zmgeom(i) / 2.0
1606            zt = (t(i,k)+t(i,k-1)) * 0.5
1607            zq = (q(i,k)+q(i,k-1)) * 0.5
1608c
1609c           calculer Qs et dQs/dT:
1610c
1611            IF (thermcep) THEN
1612              zdelta = MAX(0.,SIGN(1.,RTT-zt))
1613              zcvm5 = R5LES*RLVTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq)*(1.-zdelta)
1614     .            + R5IES*RLSTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq)*zdelta
1615              zqs = R2ES * FOEEW(zt,zdelta) / pplay(i,k)
1616              zqs = MIN(0.5,zqs)
1617              zcor = 1./(1.-RETV*zqs)
1618              zqs = zqs*zcor
1619              zdqs = FOEDE(zt,zdelta,zcvm5,zqs,zcor)
1620            ELSE
1621              IF (zt .LT. t_coup) THEN
1622                 zqs = qsats(zt) / pplay(i,k)
1623                 zdqs = dqsats(zt,zqs)
1624              ELSE
1625                 zqs = qsatl(zt) / pplay(i,k)
1626                 zdqs = dqsatl(zt,zqs)
1627              ENDIF
1628            ENDIF
1629c
1630c           calculer la fraction nuageuse (processus humide):
1631c
1632            zfr = (zq+ratqs*zq-zqs) / (2.0*ratqs*zq)
1633            zfr = MAX(0.0,MIN(1.0,zfr))
1634            IF (.NOT.richum) zfr = 0.0
1635c
1636c           calculer le nombre de Richardson:
1637c
1638            IF (tvirtu) THEN
1639            ztvd =( t(i,k)
1640     .             + zdphi/RCPD/(1.+RVTMP2*zq)
1641     .              *( (1.-zfr) + zfr*(1.+RLVTT*zqs/RD/zt)/(1.+zdqs) )
1642     .            )*(1.+RETV*q(i,k))
1643            ztvu =( t(i,k-1)
1644     .             - zdphi/RCPD/(1.+RVTMP2*zq)
1645     .              *( (1.-zfr) + zfr*(1.+RLVTT*zqs/RD/zt)/(1.+zdqs) )
1646     .            )*(1.+RETV*q(i,k-1))
1647            zri(i) =zmgeom(i)*(ztvd-ztvu)/(zdu2*0.5*(ztvd+ztvu))
1648            zri(i) = zri(i)
1649     .             + zmgeom(i)*zmgeom(i)/RG*gamt(k)
1650     .               *(paprs(i,k)/101325.0)**RKAPPA
1651     .               /(zdu2*0.5*(ztvd+ztvu))
1652c
1653            ELSE ! calcul de Ridchardson compatible LMD5
1654c
1655            zri(i) =(RCPD*(t(i,k)-t(i,k-1))
1656     .              -RD*0.5*(t(i,k)+t(i,k-1))/paprs(i,k)
1657     .               *(pplay(i,k)-pplay(i,k-1))
1658     .              )*zmgeom(i)/(zdu2*0.5*RCPD*(t(i,k-1)+t(i,k)))
1659            zri(i) = zri(i) +
1660     .             zmgeom(i)*zmgeom(i)*gamt(k)/RG
1661cSB     .             /(paprs(i,k)/101325.0)**RKAPPA
1662     .             *(paprs(i,k)/101325.0)**RKAPPA
1663     .             /(zdu2*0.5*(t(i,k-1)+t(i,k)))
1664            ENDIF
1665c
1666c           finalement, les coefficients d'echange sont obtenus:
1667c
1668            zcdn=SQRT(zdu2) / zmgeom(i) * RG
1669c
1670          IF (opt_ec) THEN
1671            z2geomf=zgeop(i,k-1)+zgeop(i,k)
1672            zalm2=(0.5*ckap/RG*z2geomf
1673     .             /(1.+0.5*ckap/rg/clam*z2geomf))**2
1674            zalh2=(0.5*ckap/rg*z2geomf
1675     .             /(1.+0.5*ckap/RG/(clam*SQRT(1.5*cd))*z2geomf))**2
1676            IF (zri(i).LT.0.0) THEN  ! situation instable
1677               zscf = ((zgeop(i,k)/zgeop(i,k-1))**(1./3.)-1.)**3
1678     .                / (zmgeom(i)/RG)**3 / (zgeop(i,k-1)/RG)
1679               zscf = SQRT(-zri(i)*zscf)
1680               zscfm = 1.0 / (1.0+3.0*cb*cc*zalm2*zscf)
1681               zscfh = 1.0 / (1.0+3.0*cb*cc*zalh2*zscf)
1682               pcfm(i,k)=zcdn*zalm2*(1.-2.0*cb*zri(i)*zscfm)
1683               pcfh(i,k)=zcdn*zalh2*(1.-3.0*cb*zri(i)*zscfh)
1684            ELSE ! situation stable
1685               zscf=SQRT(1.+cd*zri(i))
1686               pcfm(i,k)=zcdn*zalm2/(1.+2.0*cb*zri(i)/zscf)
1687               pcfh(i,k)=zcdn*zalh2/(1.+3.0*cb*zri(i)*zscf)
1688            ENDIF
1689          ELSE
1690            zl2(i)=(mixlen*MAX(0.0,(paprs(i,k)-paprs(i,itop(i)+1))
1691     .                          /(paprs(i,2)-paprs(i,itop(i)+1)) ))**2
1692            pcfm(i,k)=sqrt(max(zcdn*zcdn*(ric-zri(i))/ric, kstable))
1693            pcfm(i,k)= zl2(i)* pcfm(i,k)
1694            pcfh(i,k) = pcfm(i,k) /prandtl ! h et m different
1695          ENDIF
1696      ENDDO
1697      ENDDO
1698c
1699c Au-dela du sommet, pas de diffusion turbulente:
1700c
1701      DO i = 1, knon
1702         IF (itop(i)+1 .LE. klev) THEN
1703            DO k = itop(i)+1, klev
1704               pcfh(i,k) = 0.0
1705               pcfm(i,k) = 0.0
1706            ENDDO
1707         ENDIF
1708      ENDDO
1709c
1710      RETURN
1711      END
1712
1713      SUBROUTINE coefkz2(nsrf, knon, paprs, pplay,t,
1714     .                  pcfm, pcfh)
1715      IMPLICIT none
1716c======================================================================
1717c J'introduit un peu de diffusion sauf dans les endroits
1718c ou une forte inversion est presente
1719c On peut dire qu'il represente la convection peu profonde
1720c
1721c Arguments:
1722c nsrf-----input-I- indicateur de la nature du sol
1723c knon-----input-I- nombre de points a traiter
1724c paprs----input-R- pression a chaque intercouche (en Pa)
1725c pplay----input-R- pression au milieu de chaque couche (en Pa)
1726c t--------input-R- temperature (K)
1727c
1728c pcfm-----output-R- coefficients a calculer (vitesse)
1729c pcfh-----output-R- coefficients a calculer (chaleur et humidite)
1730c======================================================================
1731#include "dimensions.h"
1732#include "dimphy.h"
1733#include "YOMCST.h"
1734#include "indicesol.h"
1735#include "iniprint.h"
1736c
1737c Arguments:
1738c
1739      INTEGER knon, nsrf
1740      REAL paprs(klon,klev+1), pplay(klon,klev)
1741      REAL t(klon,klev)
1742c
1743      REAL pcfm(klon,klev), pcfh(klon,klev)
1744c
1745c Quelques constantes et options:
1746c
1747      REAL prandtl
1748      PARAMETER (prandtl=0.4)
1749      REAL kstable
1750      PARAMETER (kstable=0.002)
1751ccc      PARAMETER (kstable=0.001)
1752      REAL mixlen ! constante controlant longueur de melange
1753      PARAMETER (mixlen=35.0)
1754      REAL seuil ! au-dela l'inversion est consideree trop faible
1755      PARAMETER (seuil=-0.02)
1756ccc      PARAMETER (seuil=-0.04)
1757ccc      PARAMETER (seuil=-0.06)
1758ccc      PARAMETER (seuil=-0.09)
1759c
1760c Variables locales:
1761c
1762      INTEGER i, k, invb(knon)
1763      REAL zl2(knon)
1764      REAL zdthmin(knon), zdthdp
1765c
1766c Initialiser les sorties
1767c
1768      DO k = 1, klev
1769      DO i = 1, knon
1770         pcfm(i,k) = 0.0
1771         pcfh(i,k) = 0.0
1772      ENDDO
1773      ENDDO
1774c
1775c Chercher la zone d'inversion forte
1776c
1777      DO i = 1, knon
1778         invb(i) = klev
1779         zdthmin(i)=0.0
1780      ENDDO
1781      DO k = 2, klev/2-1
1782      DO i = 1, knon
1783         zdthdp = (t(i,k)-t(i,k+1))/(pplay(i,k)-pplay(i,k+1))
1784     .          - RD * 0.5*(t(i,k)+t(i,k+1))/RCPD/paprs(i,k+1)
1785         zdthdp = zdthdp * 100.0
1786         IF (pplay(i,k).GT.0.8*paprs(i,1) .AND.
1787     .       zdthdp.LT.zdthmin(i) ) THEN
1788            zdthmin(i) = zdthdp
1789            invb(i) = k
1790         ENDIF
1791      ENDDO
1792      ENDDO
1793c
1794c Introduire une diffusion:
1795c
1796      DO k = 2, klev
1797      DO i = 1, knon
1798cIM cf FH/GK   IF ( (nsrf.NE.is_oce) .OR.  ! si ce n'est pas sur l'ocean
1799cIM cf FH/GK  .     (invb(i).EQ.klev) .OR. ! s'il n'y a pas d'inversion
1800      !IM cf JLD/ GKtest TERkz2
1801      ! IF ( (nsrf.EQ.is_ter) .OR.  ! si on est sur la terre
1802      ! fin GKtest
1803      IF ( (nsrf.EQ.is_oce) .AND.  ! si on est sur ocean et si
1804     .     ( (invb(i).EQ.klev) .OR.      ! s'il n'y a pas d'inversion
1805     .     (zdthmin(i).GT.seuil) ) )THEN ! si l'inversion est trop faible
1806         zl2(i)=(mixlen*MAX(0.0,(paprs(i,k)-paprs(i,klev+1))
1807     .                       /(paprs(i,2)-paprs(i,klev+1)) ))**2
1808         pcfm(i,k)= zl2(i)* kstable
1809         pcfh(i,k) = pcfm(i,k) /prandtl ! h et m different
1810      ENDIF
1811      ENDDO
1812      ENDDO
1813c
1814      RETURN
1815      END
1816      SUBROUTINE calbeta(dtime,indice,knon,snow,qsol,
1817     .                    vbeta,vcal,vdif)
1818      IMPLICIT none
1819c======================================================================
1820c Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) (adaptation du GCM du LMD)
1821c date: 19940414
1822c======================================================================
1823c
1824c Calculer quelques parametres pour appliquer la couche limite
1825c ------------------------------------------------------------
1826#include "dimensions.h"
1827#include "dimphy.h"
1828#include "YOMCST.h"
1829#include "indicesol.h"
1830#include "iniprint.h"
1831      REAL tau_gl ! temps de relaxation pour la glace de mer
1832ccc      PARAMETER (tau_gl=86400.0*30.0)
1833      PARAMETER (tau_gl=86400.0*5.0)
1834      REAL mx_eau_sol
1835      PARAMETER (mx_eau_sol=150.0)
1836c
1837      REAL calsol, calsno, calice ! epaisseur du sol: 0.15 m
1838      PARAMETER (calsol=1.0/(2.5578E+06*0.15))
1839      PARAMETER (calsno=1.0/(2.3867E+06*0.15))
1840      PARAMETER (calice=1.0/(5.1444E+06*0.15))
1841C
1842      INTEGER i
1843c
1844      REAL dtime
1845      REAL snow(klon), qsol(klon)
1846      INTEGER indice, knon
1847C
1848      REAL vbeta(klon)
1849      REAL vcal(klon)
1850      REAL vdif(klon)
1851C
1852
1853      IF (indice.EQ.is_oce) THEN
1854      DO i = 1, knon
1855          vcal(i)   = 0.0
1856          vbeta(i)  = 1.0
1857          vdif(i) = 0.0
1858      ENDDO
1859      ENDIF
1860c
1861      IF (indice.EQ.is_sic) THEN
1862      DO i = 1, knon
1863          vcal(i) = calice
1864          IF (snow(i) .GT. 0.0) vcal(i) = calsno
1865          vbeta(i)  = 1.0
1866          vdif(i) = 1.0/tau_gl
1867ccc          vdif(i) = calice/tau_gl ! c'etait une erreur
1868      ENDDO
1869      ENDIF
1870c
1871      IF (indice.EQ.is_ter) THEN
1872      DO i = 1, knon
1873          vcal(i) = calsol
1874          IF (snow(i) .GT. 0.0) vcal(i) = calsno
1875          vbeta(i)  = MIN(2.0*qsol(i)/mx_eau_sol, 1.0)
1876          vdif(i) = 0.0
1877      ENDDO
1878      ENDIF
1879c
1880      IF (indice.EQ.is_lic) THEN
1881      DO i = 1, knon
1882          vcal(i) = calice
1883          IF (snow(i) .GT. 0.0) vcal(i) = calsno
1884          vbeta(i)  = 1.0
1885          vdif(i) = 0.0
1886      ENDDO
1887      ENDIF
1888c
1889      RETURN
1890      END
1891C======================================================================
1892      SUBROUTINE nonlocal(knon, paprs, pplay,
1893     .                    tsol,beta,u,v,t,q,
1894     .                    cd_h, cd_m, pcfh, pcfm, cgh, cgq)
1895      IMPLICIT none
1896c======================================================================
1897c Laurent Li (LMD/CNRS), le 30 septembre 1998
1898c Couche limite non-locale. Adaptation du code du CCM3.
1899c Code non teste, donc a ne pas utiliser.
1900c======================================================================
1901c Nonlocal scheme that determines eddy diffusivities based on a
1902c diagnosed boundary layer height and a turbulent velocity scale.
1903c Also countergradient effects for heat and moisture are included.
1904c
1905c For more information, see Holtslag, A.A.M., and B.A. Boville, 1993:
1906c Local versus nonlocal boundary-layer diffusion in a global climate
1907c model. J. of Climate, vol. 6, 1825-1842.
1908c======================================================================
1909#include "dimensions.h"
1910#include "dimphy.h"
1911#include "YOMCST.h"
1912#include "iniprint.h"
1913c
1914c Arguments:
1915c
1916      INTEGER knon ! nombre de points a calculer
1917      REAL tsol(klon) ! temperature du sol (K)
1918      REAL beta(klon) ! efficacite d'evaporation (entre 0 et 1)
1919      REAL paprs(klon,klev+1) ! pression a inter-couche (Pa)
1920      REAL pplay(klon,klev)   ! pression au milieu de couche (Pa)
1921      REAL u(klon,klev) ! vitesse U (m/s)
1922      REAL v(klon,klev) ! vitesse V (m/s)
1923      REAL t(klon,klev) ! temperature (K)
1924      REAL q(klon,klev) ! vapeur d'eau (kg/kg)
1925      REAL cd_h(klon) ! coefficient de friction au sol pour chaleur
1926      REAL cd_m(klon) ! coefficient de friction au sol pour vitesse
1927c
1928      INTEGER isommet
1929      PARAMETER (isommet=klev)
1930      REAL vk
1931      PARAMETER (vk=0.40)
1932      REAL ricr
1933      PARAMETER (ricr=0.4)
1934      REAL fak
1935      PARAMETER (fak=8.5)
1936      REAL fakn
1937      PARAMETER (fakn=7.2)
1938      REAL onet
1939      PARAMETER (onet=1.0/3.0)
1940      REAL t_coup
1941      PARAMETER(t_coup=273.15)
1942      REAL zkmin
1943      PARAMETER (zkmin=0.01)
1944      REAL betam
1945      PARAMETER (betam=15.0)
1946      REAL betah
1947      PARAMETER (betah=15.0)
1948      REAL betas
1949      PARAMETER (betas=5.0)
1950      REAL sffrac
1951      PARAMETER (sffrac=0.1)
1952      REAL binm
1953      PARAMETER (binm=betam*sffrac)
1954      REAL binh
1955      PARAMETER (binh=betah*sffrac)
1956      REAL ccon
1957      PARAMETER (ccon=fak*sffrac*vk)
1958c
1959      REAL z(klon,klev)
1960      REAL pcfm(klon,klev), pcfh(klon,klev)
1961c
1962      INTEGER i, k
1963      REAL zxt, zxq, zxu, zxv, zxmod, taux, tauy
1964      REAL zx_alf1, zx_alf2 ! parametres pour extrapolation
1965      REAL khfs(klon)       ! surface kinematic heat flux [mK/s]
1966      REAL kqfs(klon)       ! sfc kinematic constituent flux [m/s]
1967      REAL heatv(klon)      ! surface virtual heat flux
1968      REAL ustar(klon)
1969      REAL rino(klon,klev)  ! bulk Richardon no. from level to ref lev
1970      LOGICAL unstbl(klon)  ! pts w/unstbl pbl (positive virtual ht flx)
1971      LOGICAL stblev(klon)  ! stable pbl with levels within pbl
1972      LOGICAL unslev(klon)  ! unstbl pbl with levels within pbl
1973      LOGICAL unssrf(klon)  ! unstb pbl w/lvls within srf pbl lyr
1974      LOGICAL unsout(klon)  ! unstb pbl w/lvls in outer pbl lyr
1975      LOGICAL check(klon)   ! True=>chk if Richardson no.>critcal
1976      REAL pblh(klon)
1977      REAL cgh(klon,2:klev) ! counter-gradient term for heat [K/m]
1978      REAL cgq(klon,2:klev) ! counter-gradient term for constituents
1979      REAL cgs(klon,2:klev) ! counter-gradient star (cg/flux)
1980      REAL obklen(klon)
1981      REAL ztvd, ztvu, zdu2
1982      REAL therm(klon)      ! thermal virtual temperature excess
1983      REAL phiminv(klon)    ! inverse phi function for momentum
1984      REAL phihinv(klon)    ! inverse phi function for heat
1985      REAL wm(klon)         ! turbulent velocity scale for momentum
1986      REAL fak1(klon)       ! k*ustar*pblh
1987      REAL fak2(klon)       ! k*wm*pblh
1988      REAL fak3(klon)       ! fakn*wstr/wm
1989      REAL pblk(klon)       ! level eddy diffusivity for momentum
1990      REAL pr(klon)         ! Prandtl number for eddy diffusivities
1991      REAL zl(klon)         ! zmzp / Obukhov length
1992      REAL zh(klon)         ! zmzp / pblh
1993      REAL zzh(klon)        ! (1-(zmzp/pblh))**2
1994      REAL wstr(klon)       ! w*, convective velocity scale
1995      REAL zm(klon)         ! current level height
1996      REAL zp(klon)         ! current level height + one level up
1997      REAL zcor, zdelta, zcvm5, zxqs
1998      REAL fac, pblmin, zmzp, term
1999c
2000#include "YOETHF.h"
2001#include "FCTTRE.h"
2002c
2003c Initialisation
2004c
2005      DO i = 1, klon
2006         pcfh(i,1) = cd_h(i)
2007         pcfm(i,1) = cd_m(i)
2008      ENDDO
2009      DO k = 2, klev
2010      DO i = 1, klon
2011         pcfh(i,k) = zkmin
2012         pcfm(i,k) = zkmin
2013         cgs(i,k) = 0.0
2014         cgh(i,k) = 0.0
2015         cgq(i,k) = 0.0
2016      ENDDO
2017      ENDDO
2018c
2019c Calculer les hauteurs de chaque couche
2020c
2021      DO i = 1, knon
2022         z(i,1) = RD * t(i,1) / (0.5*(paprs(i,1)+pplay(i,1)))
2023     .               * (paprs(i,1)-pplay(i,1)) / RG
2024      ENDDO
2025      DO k = 2, klev
2026      DO i = 1, knon
2027         z(i,k) = z(i,k-1)
2028     .              + RD * 0.5*(t(i,k-1)+t(i,k)) / paprs(i,k)
2029     .                   * (pplay(i,k-1)-pplay(i,k)) / RG
2030      ENDDO
2031      ENDDO
2032c
2033      DO i = 1, knon
2034         IF (thermcep) THEN
2035           zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-tsol(i)))
2036           zcvm5 = R5LES*RLVTT*(1.-zdelta) + R5IES*RLSTT*zdelta
2037           zcvm5 = zcvm5 / RCPD / (1.0+RVTMP2*q(i,1))
2038           zxqs= r2es * FOEEW(tsol(i),zdelta)/paprs(i,1)
2039           zxqs=MIN(0.5,zxqs)
2040           zcor=1./(1.-retv*zxqs)
2041           zxqs=zxqs*zcor
2042         ELSE
2043           IF (tsol(i).LT.t_coup) THEN
2044              zxqs = qsats(tsol(i)) / paprs(i,1)
2045           ELSE
2046              zxqs = qsatl(tsol(i)) / paprs(i,1)
2047           ENDIF
2048         ENDIF
2049        zx_alf1 = 1.0
2050        zx_alf2 = 1.0 - zx_alf1
2051        zxt = (t(i,1)+z(i,1)*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,1)))
2052     .        *(1.+RETV*q(i,1))*zx_alf1
2053     .      + (t(i,2)+z(i,2)*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,2)))
2054     .        *(1.+RETV*q(i,2))*zx_alf2
2055        zxu = u(i,1)*zx_alf1+u(i,2)*zx_alf2
2056        zxv = v(i,1)*zx_alf1+v(i,2)*zx_alf2
2057        zxq = q(i,1)*zx_alf1+q(i,2)*zx_alf2
2058        zxmod = 1.0+SQRT(zxu**2+zxv**2)
2059        khfs(i) = (tsol(i)*(1.+RETV*q(i,1))-zxt) *zxmod*cd_h(i)
2060        kqfs(i) = (zxqs-zxq) *zxmod*cd_h(i) * beta(i)
2061        heatv(i) = khfs(i) + 0.61*zxt*kqfs(i)
2062        taux = zxu *zxmod*cd_m(i)
2063        tauy = zxv *zxmod*cd_m(i)
2064        ustar(i) = SQRT(taux**2+tauy**2)
2065        ustar(i) = MAX(SQRT(ustar(i)),0.01)
2066      ENDDO
2067c
2068      DO i = 1, knon
2069         rino(i,1) = 0.0
2070         check(i) = .TRUE.
2071         pblh(i) = z(i,1)
2072         obklen(i) = -t(i,1)*ustar(i)**3/(RG*vk*heatv(i))
2073      ENDDO
2074
2075C
2076C PBL height calculation:
2077C Search for level of pbl. Scan upward until the Richardson number between
2078C the first level and the current level exceeds the "critical" value.
2079C
2080      fac = 100.0
2081      DO k = 1, isommet
2082      DO i = 1, knon
2083      IF (check(i)) THEN
2084         zdu2 = (u(i,k)-u(i,1))**2+(v(i,k)-v(i,1))**2+fac*ustar(i)**2
2085         zdu2 = max(zdu2,1.0e-20)
2086         ztvd =(t(i,k)+z(i,k)*0.5*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,k)))
2087     .         *(1.+RETV*q(i,k))
2088         ztvu =(t(i,1)-z(i,k)*0.5*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,1)))
2089     .         *(1.+RETV*q(i,1))
2090         rino(i,k) = (z(i,k)-z(i,1))*RG*(ztvd-ztvu)
2091     .               /(zdu2*0.5*(ztvd+ztvu))
2092         IF (rino(i,k).GE.ricr) THEN
2093           pblh(i) = z(i,k-1) + (z(i,k-1)-z(i,k)) *
2094     .              (ricr-rino(i,k-1))/(rino(i,k-1)-rino(i,k))
2095           check(i) = .FALSE.
2096         ENDIF
2097      ENDIF
2098      ENDDO
2099      ENDDO
2100
2101C
2102C Set pbl height to maximum value where computation exceeds number of
2103C layers allowed
2104C
2105      DO i = 1, knon
2106        if (check(i)) pblh(i) = z(i,isommet)
2107      ENDDO
2108C
2109C Improve estimate of pbl height for the unstable points.
2110C Find unstable points (sensible heat flux is upward):
2111C
2112      DO i = 1, knon
2113      IF (heatv(i) .GT. 0.) THEN
2114        unstbl(i) = .TRUE.
2115        check(i) = .TRUE.
2116      ELSE
2117        unstbl(i) = .FALSE.
2118        check(i) = .FALSE.
2119      ENDIF
2120      ENDDO
2121C
2122C For the unstable case, compute velocity scale and the
2123C convective temperature excess:
2124C
2125      DO i = 1, knon
2126      IF (check(i)) THEN
2127        phiminv(i) = (1.-binm*pblh(i)/obklen(i))**onet
2128        wm(i)= ustar(i)*phiminv(i)
2129        therm(i) = heatv(i)*fak/wm(i)
2130        rino(i,1) = 0.0
2131      ENDIF
2132      ENDDO
2133C
2134C Improve pblh estimate for unstable conditions using the
2135C convective temperature excess:
2136C
2137      DO k = 1, isommet
2138      DO i = 1, knon
2139      IF (check(i)) THEN
2140         zdu2 = (u(i,k)-u(i,1))**2+(v(i,k)-v(i,1))**2+fac*ustar(i)**2
2141         zdu2 = max(zdu2,1.0e-20)
2142         ztvd =(t(i,k)+z(i,k)*0.5*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,k)))
2143     .         *(1.+RETV*q(i,k))
2144         ztvu =(t(i,1)+therm(i)-z(i,k)*0.5*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,1)))
2145     .         *(1.+RETV*q(i,1))
2146         rino(i,k) = (z(i,k)-z(i,1))*RG*(ztvd-ztvu)
2147     .               /(zdu2*0.5*(ztvd+ztvu))
2148         IF (rino(i,k).GE.ricr) THEN
2149           pblh(i) = z(i,k-1) + (z(i,k-1)-z(i,k)) *
2150     .              (ricr-rino(i,k-1))/(rino(i,k-1)-rino(i,k))
2151           check(i) = .FALSE.
2152         ENDIF
2153      ENDIF
2154      ENDDO
2155      ENDDO
2156C
2157C Set pbl height to maximum value where computation exceeds number of
2158C layers allowed
2159C
2160      DO i = 1, knon
2161        if (check(i)) pblh(i) = z(i,isommet)
2162      ENDDO
2163C
2164C Points for which pblh exceeds number of pbl layers allowed;
2165C set to maximum
2166C
2167      DO i = 1, knon
2168        IF (check(i)) pblh(i) = z(i,isommet)
2169      ENDDO
2170C
2171C PBL height must be greater than some minimum mechanical mixing depth
2172C Several investigators have proposed minimum mechanical mixing depth
2173C relationships as a function of the local friction velocity, u*.  We
2174C make use of a linear relationship of the form h = c u* where c=700.
2175C The scaling arguments that give rise to this relationship most often
2176C represent the coefficient c as some constant over the local coriolis
2177C parameter.  Here we make use of the experimental results of Koracin
2178C and Berkowicz (1988) [BLM, Vol 43] for wich they recommend 0.07/f
2179C where f was evaluated at 39.5 N and 52 N.  Thus we use a typical mid
2180C latitude value for f so that c = 0.07/f = 700.
2181C
2182      DO i = 1, knon
2183        pblmin  = 700.0*ustar(i)
2184        pblh(i) = MAX(pblh(i),pblmin)
2185      ENDDO
2186C
2187C pblh is now available; do preparation for diffusivity calculation:
2188C
2189      DO i = 1, knon
2190        pblk(i) = 0.0
2191        fak1(i) = ustar(i)*pblh(i)*vk
2192C
2193C Do additional preparation for unstable cases only, set temperature
2194C and moisture perturbations depending on stability.
2195C
2196        IF (unstbl(i)) THEN
2197          zxt=(t(i,1)-z(i,1)*0.5*RG/RCPD/(1.+RVTMP2*q(i,1)))
2198     .         *(1.+RETV*q(i,1))
2199          phiminv(i) = (1. - binm*pblh(i)/obklen(i))**onet
2200          phihinv(i) = sqrt(1. - binh*pblh(i)/obklen(i))
2201          wm(i)      = ustar(i)*phiminv(i)
2202          fak2(i)    = wm(i)*pblh(i)*vk
2203          wstr(i)    = (heatv(i)*RG*pblh(i)/zxt)**onet
2204          fak3(i)    = fakn*wstr(i)/wm(i)
2205        ENDIF
2206      ENDDO
2207
2208C Main level loop to compute the diffusivities and
2209C counter-gradient terms:
2210C
2211      DO 1000 k = 2, isommet
2212C
2213C Find levels within boundary layer:
2214C
2215        DO i = 1, knon
2216          unslev(i) = .FALSE.
2217          stblev(i) = .FALSE.
2218          zm(i) = z(i,k-1)
2219          zp(i) = z(i,k)
2220          IF (zkmin.EQ.0.0 .AND. zp(i).GT.pblh(i)) zp(i) = pblh(i)
2221          IF (zm(i) .LT. pblh(i)) THEN
2222            zmzp = 0.5*(zm(i) + zp(i))
2223            zh(i) = zmzp/pblh(i)
2224            zl(i) = zmzp/obklen(i)
2225            zzh(i) = 0.
2226            IF (zh(i).LE.1.0) zzh(i) = (1. - zh(i))**2
2227C
2228C stblev for points zm < plbh and stable and neutral
2229C unslev for points zm < plbh and unstable
2230C
2231            IF (unstbl(i)) THEN
2232              unslev(i) = .TRUE.
2233            ELSE
2234              stblev(i) = .TRUE.
2235            ENDIF
2236          ENDIF
2237        ENDDO
2238C
2239C Stable and neutral points; set diffusivities; counter-gradient
2240C terms zero for stable case:
2241C
2242        DO i = 1, knon
2243          IF (stblev(i)) THEN
2244            IF (zl(i).LE.1.) THEN
2245              pblk(i) = fak1(i)*zh(i)*zzh(i)/(1. + betas*zl(i))
2246            ELSE
2247              pblk(i) = fak1(i)*zh(i)*zzh(i)/(betas + zl(i))
2248            ENDIF
2249            pcfm(i,k) = pblk(i)
2250            pcfh(i,k) = pcfm(i,k)
2251          ENDIF
2252        ENDDO
2253C
2254C unssrf, unstable within surface layer of pbl
2255C unsout, unstable within outer   layer of pbl
2256C
2257        DO i = 1, knon
2258          unssrf(i) = .FALSE.
2259          unsout(i) = .FALSE.
2260          IF (unslev(i)) THEN
2261            IF (zh(i).lt.sffrac) THEN
2262              unssrf(i) = .TRUE.
2263            ELSE
2264              unsout(i) = .TRUE.
2265            ENDIF
2266          ENDIF
2267        ENDDO
2268C
2269C Unstable for surface layer; counter-gradient terms zero
2270C
2271        DO i = 1, knon
2272          IF (unssrf(i)) THEN
2273            term = (1. - betam*zl(i))**onet
2274            pblk(i) = fak1(i)*zh(i)*zzh(i)*term
2275            pr(i) = term/sqrt(1. - betah*zl(i))
2276          ENDIF
2277        ENDDO
2278C
2279C Unstable for outer layer; counter-gradient terms non-zero:
2280C
2281        DO i = 1, knon
2282          IF (unsout(i)) THEN
2283            pblk(i) = fak2(i)*zh(i)*zzh(i)
2284            cgs(i,k) = fak3(i)/(pblh(i)*wm(i))
2285            cgh(i,k) = khfs(i)*cgs(i,k)
2286            pr(i) = phiminv(i)/phihinv(i) + ccon*fak3(i)/fak
2287            cgq(i,k) = kqfs(i)*cgs(i,k)
2288          ENDIF
2289        ENDDO
2290C
2291C For all unstable layers, set diffusivities
2292C
2293        DO i = 1, knon
2294        IF (unslev(i)) THEN
2295            pcfm(i,k) = pblk(i)
2296            pcfh(i,k) = pblk(i)/pr(i)
2297        ENDIF
2298        ENDDO
2299 1000 continue           ! end of level loop
2300
2301      RETURN
2302      END
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.