| [524] | 1 | ! |
|---|
| 2 | ! $Header$ |
|---|
| 3 | ! |
|---|
| [879] | 4 | SUBROUTINE concvl (iflag_con,iflag_clos, |
|---|
| 5 | . dtime,paprs,pplay, |
|---|
| 6 | . t,q,t_wake,q_wake,u,v,tra,ntra, |
|---|
| 7 | . ALE,ALP,work1,work2, |
|---|
| 8 | . d_t,d_q,d_u,d_v,d_tra, |
|---|
| 9 | . rain, snow, kbas, ktop, sigd, |
|---|
| 10 | . upwd,dnwd,dnwdbis,Ma,mip,Vprecip, |
|---|
| 11 | . cape,cin,tvp,Tconv,iflag, |
|---|
| [524] | 12 | . pbase,bbase,dtvpdt1,dtvpdq1,dplcldt,dplcldr, |
|---|
| [879] | 13 | . qcondc,wd,pmflxr,pmflxs, |
|---|
| 14 | . da,phi,mp,dd_t,dd_q,lalim_conv,wght_th) |
|---|
| 15 | *************************************************************** |
|---|
| 16 | * * |
|---|
| 17 | * CONCVL * |
|---|
| 18 | * * |
|---|
| 19 | * * |
|---|
| 20 | * written by : Sandrine Bony-Lena, 17/05/2003, 11.16.04 * |
|---|
| 21 | * modified by : * |
|---|
| 22 | *************************************************************** |
|---|
| 23 | * |
|---|
| [524] | 24 | c |
|---|
| [879] | 25 | c USE dimphy |
|---|
| [524] | 26 | IMPLICIT none |
|---|
| 27 | c====================================================================== |
|---|
| [879] | 28 | c Auteur(s): S. Bony-Lena (LMD/CNRS) date: ??? |
|---|
| [524] | 29 | c Objet: schema de convection de Emanuel (1991) interface |
|---|
| 30 | c====================================================================== |
|---|
| 31 | c Arguments: |
|---|
| 32 | c dtime--input-R-pas d'integration (s) |
|---|
| 33 | c s-------input-R-la valeur "s" pour chaque couche |
|---|
| 34 | c sigs----input-R-la valeur "sigma" de chaque couche |
|---|
| 35 | c sig-----input-R-la valeur de "sigma" pour chaque niveau |
|---|
| 36 | c psolpa--input-R-la pression au sol (en Pa) |
|---|
| 37 | C pskapa--input-R-exponentiel kappa de psolpa |
|---|
| 38 | c h-------input-R-enthalpie potentielle (Cp*T/P**kappa) |
|---|
| 39 | c q-------input-R-vapeur d'eau (en kg/kg) |
|---|
| 40 | c |
|---|
| 41 | c work*: input et output: deux variables de travail, |
|---|
| 42 | c on peut les mettre a 0 au debut |
|---|
| 43 | c ALE-----input-R-energie disponible pour soulevement |
|---|
| [879] | 44 | c ALP-----input-R-puissance disponible pour soulevement |
|---|
| [524] | 45 | c |
|---|
| 46 | C d_h-----output-R-increment de l'enthalpie potentielle (h) |
|---|
| 47 | c d_q-----output-R-increment de la vapeur d'eau |
|---|
| 48 | c rain----output-R-la pluie (mm/s) |
|---|
| 49 | c snow----output-R-la neige (mm/s) |
|---|
| 50 | c upwd----output-R-saturated updraft mass flux (kg/m**2/s) |
|---|
| 51 | c dnwd----output-R-saturated downdraft mass flux (kg/m**2/s) |
|---|
| 52 | c dnwd0---output-R-unsaturated downdraft mass flux (kg/m**2/s) |
|---|
| [879] | 53 | c Ma------output-R-adiabatic ascent mass flux (kg/m2/s) |
|---|
| 54 | c mip-----output-R-mass flux shed by adiabatic ascent (kg/m2/s) |
|---|
| 55 | c Vprecip-output-R-vertical profile of precipitations (kg/m2/s) |
|---|
| 56 | c Tconv---output-R-environment temperature seen by convective scheme (K) |
|---|
| [524] | 57 | c Cape----output-R-CAPE (J/kg) |
|---|
| [879] | 58 | c Cin ----output-R-CIN (J/kg) |
|---|
| [524] | 59 | c Tvp-----output-R-Temperature virtuelle d'une parcelle soulevee |
|---|
| 60 | c adiabatiquement a partir du niveau 1 (K) |
|---|
| 61 | c deltapb-output-R-distance entre LCL et base de la colonne (<0 ; Pa) |
|---|
| 62 | c Ice_flag-input-L-TRUE->prise en compte de la thermodynamique de la glace |
|---|
| [879] | 63 | c dd_t-----output-R-increment de la temperature du aux descentes precipitantes |
|---|
| 64 | c dd_q-----output-R-increment de la vapeur d'eau du aux desc precip |
|---|
| [524] | 65 | c====================================================================== |
|---|
| 66 | c |
|---|
| 67 | #include "dimensions.h" |
|---|
| [879] | 68 | #include "dimphy.h" |
|---|
| [524] | 69 | c |
|---|
| 70 | integer NTRAC |
|---|
| 71 | PARAMETER (NTRAC=nqmx-2) |
|---|
| 72 | c |
|---|
| [879] | 73 | INTEGER iflag_con,iflag_clos |
|---|
| [524] | 74 | c |
|---|
| 75 | REAL dtime, paprs(klon,klev+1),pplay(klon,klev) |
|---|
| 76 | REAL t(klon,klev),q(klon,klev),u(klon,klev),v(klon,klev) |
|---|
| [879] | 77 | REAL t_wake(klon,klev),q_wake(klon,klev) |
|---|
| [524] | 78 | REAL tra(klon,klev,ntrac) |
|---|
| 79 | INTEGER ntra |
|---|
| [879] | 80 | REAL work1(klon,klev),work2(klon,klev),ptop2(klon) |
|---|
| [619] | 81 | REAL pmflxr(klon,klev+1),pmflxs(klon,klev+1) |
|---|
| [879] | 82 | REAL ALE(klon),ALP(klon) |
|---|
| [524] | 83 | c |
|---|
| 84 | REAL d_t(klon,klev),d_q(klon,klev),d_u(klon,klev),d_v(klon,klev) |
|---|
| [879] | 85 | REAL dd_t(klon,klev),dd_q(klon,klev) |
|---|
| [524] | 86 | REAL d_tra(klon,klev,ntrac) |
|---|
| 87 | REAL rain(klon),snow(klon) |
|---|
| 88 | c |
|---|
| 89 | INTEGER kbas(klon),ktop(klon) |
|---|
| 90 | REAL em_ph(klon,klev+1),em_p(klon,klev) |
|---|
| 91 | REAL upwd(klon,klev),dnwd(klon,klev),dnwdbis(klon,klev) |
|---|
| [879] | 92 | REAL Ma(klon,klev), mip(klon,klev),Vprecip(klon,klev) |
|---|
| [619] | 93 | real da(klon,klev),phi(klon,klev,klev),mp(klon,klev) |
|---|
| [879] | 94 | REAL cape(klon),cin(klon),tvp(klon,klev) |
|---|
| 95 | REAL Tconv(klon,klev) |
|---|
| 96 | c |
|---|
| 97 | cCR:test: on passe lentr et alim_star des thermiques |
|---|
| 98 | INTEGER lalim_conv(klon) |
|---|
| 99 | REAL wght_th(klon,klev) |
|---|
| 100 | REAL em_sig1feed ! sigma at lower bound of feeding layer |
|---|
| 101 | REAL em_sig2feed ! sigma at upper bound of feeding layer |
|---|
| 102 | REAL em_wght(klev) ! weight density determining the feeding mixture |
|---|
| 103 | con enleve le save |
|---|
| 104 | c SAVE em_sig1feed,em_sig2feed,em_wght |
|---|
| 105 | c |
|---|
| [524] | 106 | INTEGER iflag(klon) |
|---|
| 107 | REAL rflag(klon) |
|---|
| 108 | REAL pbase(klon),bbase(klon) |
|---|
| 109 | REAL dtvpdt1(klon,klev),dtvpdq1(klon,klev) |
|---|
| 110 | REAL dplcldt(klon),dplcldr(klon) |
|---|
| 111 | REAL qcondc(klon,klev) |
|---|
| 112 | REAL wd(klon) |
|---|
| [879] | 113 | REAL Plim1(klon),Plim2(klon),asupmax(klon,klev) |
|---|
| 114 | REAL supmax0(klon),asupmaxmin(klon) |
|---|
| [524] | 115 | c |
|---|
| [879] | 116 | REAL sigd(klon) |
|---|
| [524] | 117 | REAL zx_t,zdelta,zx_qs,zcor |
|---|
| 118 | c |
|---|
| [879] | 119 | INTEGER iflag_mix |
|---|
| 120 | SAVE iflag_mix |
|---|
| [524] | 121 | INTEGER noff, minorig |
|---|
| 122 | INTEGER i,k,itra |
|---|
| [879] | 123 | REAL qs(klon,klev),qs_wake(klon,klev) |
|---|
| 124 | REAL cbmf(klon) |
|---|
| 125 | SAVE cbmf |
|---|
| 126 | ! REAL cbmflast(klon) |
|---|
| [524] | 127 | INTEGER ifrst |
|---|
| 128 | SAVE ifrst |
|---|
| 129 | DATA ifrst /0/ |
|---|
| [766] | 130 | c$OMP THREADPRIVATE(ifrst) |
|---|
| 131 | |
|---|
| [879] | 132 | c |
|---|
| 133 | C Variables supplementaires liees au bilan d'energie |
|---|
| 134 | c Real paire(klon) |
|---|
| 135 | Real ql(klon,klev) |
|---|
| 136 | c Save paire |
|---|
| 137 | Save ql |
|---|
| 138 | Real t1(klon,klev),q1(klon,klev) |
|---|
| 139 | Save t1,q1 |
|---|
| 140 | c Data paire /1./ |
|---|
| 141 | c |
|---|
| 142 | C Variables liees au bilan d'energie et d'enthalpi |
|---|
| 143 | REAL ztsol(klon) |
|---|
| 144 | REAL h_vcol_tot, h_dair_tot, h_qw_tot, h_ql_tot |
|---|
| 145 | $ , h_qs_tot, qw_tot, ql_tot, qs_tot , ec_tot |
|---|
| 146 | SAVE h_vcol_tot, h_dair_tot, h_qw_tot, h_ql_tot |
|---|
| 147 | $ , h_qs_tot, qw_tot, ql_tot, qs_tot , ec_tot |
|---|
| 148 | REAL d_h_vcol, d_h_dair, d_qt, d_qw, d_ql, d_qs, d_ec |
|---|
| 149 | REAL d_h_vcol_phy |
|---|
| 150 | REAL fs_bound, fq_bound |
|---|
| 151 | SAVE d_h_vcol_phy |
|---|
| 152 | REAL zero_v(klon) |
|---|
| 153 | CHARACTER*15 ztit |
|---|
| 154 | INTEGER ip_ebil ! PRINT level for energy conserv. diag. |
|---|
| 155 | SAVE ip_ebil |
|---|
| 156 | DATA ip_ebil/2/ |
|---|
| 157 | INTEGER if_ebil ! level for energy conserv. dignostics |
|---|
| 158 | SAVE if_ebil |
|---|
| 159 | DATA if_ebil/2/ |
|---|
| 160 | c+jld ec_conser |
|---|
| 161 | REAL d_t_ec(klon,klev) ! tendance du a la conersion Ec -> E thermique |
|---|
| 162 | REAL ZRCPD |
|---|
| 163 | c-jld ec_conser |
|---|
| 164 | c |
|---|
| [524] | 165 | #include "YOMCST.h" |
|---|
| [879] | 166 | #include "YOMCST2.h" |
|---|
| [524] | 167 | #include "YOETHF.h" |
|---|
| 168 | #include "FCTTRE.h" |
|---|
| 169 | c |
|---|
| [879] | 170 | |
|---|
| 171 | c Copy T into Tconv |
|---|
| 172 | DO k = 1,klev |
|---|
| 173 | DO i = 1,klon |
|---|
| 174 | Tconv(i,k) = T(i,k) |
|---|
| 175 | ENDDO |
|---|
| 176 | ENDDO |
|---|
| [524] | 177 | c |
|---|
| [879] | 178 | IF (if_ebil.ge.1) THEN |
|---|
| 179 | DO i=1,klon |
|---|
| 180 | ztsol(i) = t(i,1) |
|---|
| 181 | zero_v(i)=0. |
|---|
| 182 | Do k = 1,klev |
|---|
| 183 | ql(i,k) = 0. |
|---|
| 184 | ENDDO |
|---|
| 185 | END DO |
|---|
| 186 | END IF |
|---|
| 187 | c |
|---|
| [559] | 188 | cym |
|---|
| 189 | snow(:)=0 |
|---|
| 190 | |
|---|
| [524] | 191 | IF (ifrst .EQ. 0) THEN |
|---|
| 192 | ifrst = 1 |
|---|
| [879] | 193 | c |
|---|
| 194 | C=========================================================================== |
|---|
| 195 | C READ IN PARAMETERS FOR THE CLOSURE AND THE MIXING DISTRIBUTION |
|---|
| 196 | C=========================================================================== |
|---|
| 197 | C |
|---|
| 198 | if (iflag_con.eq.3) then |
|---|
| 199 | c CALL cv3_inicp(iflag_clos,iflag_mix) |
|---|
| 200 | CALL cv3_inip(iflag_mix) |
|---|
| 201 | endif |
|---|
| 202 | c |
|---|
| 203 | C=========================================================================== |
|---|
| 204 | C READ IN PARAMETERS FOR CONVECTIVE INHIBITION BY TROPOS. DRYNESS |
|---|
| 205 | C=========================================================================== |
|---|
| 206 | C |
|---|
| 207 | open (56,file='supcrit.data') |
|---|
| 208 | read (56,*) Supcrit1, Supcrit2 |
|---|
| 209 | close (56) |
|---|
| 210 | c |
|---|
| 211 | print*, 'supcrit1, supcrit2' ,supcrit1, supcrit2 |
|---|
| 212 | C |
|---|
| 213 | C=========================================================================== |
|---|
| 214 | C Initialisation pour les bilans d'eau et d'energie |
|---|
| 215 | C=========================================================================== |
|---|
| 216 | IF (if_ebil.ge.1) d_h_vcol_phy=0. |
|---|
| 217 | c |
|---|
| [524] | 218 | DO i = 1, klon |
|---|
| 219 | cbmf(i) = 0. |
|---|
| 220 | ENDDO |
|---|
| [879] | 221 | ENDIF !(ifrst .EQ. 0) |
|---|
| [524] | 222 | |
|---|
| 223 | DO k = 1, klev+1 |
|---|
| 224 | DO i=1,klon |
|---|
| 225 | em_ph(i,k) = paprs(i,k) / 100.0 |
|---|
| [619] | 226 | pmflxs(i,k)=0. |
|---|
| [524] | 227 | ENDDO |
|---|
| 228 | ENDDO |
|---|
| 229 | c |
|---|
| 230 | DO k = 1, klev |
|---|
| 231 | DO i=1,klon |
|---|
| 232 | em_p(i,k) = pplay(i,k) / 100.0 |
|---|
| 233 | ENDDO |
|---|
| 234 | ENDDO |
|---|
| [879] | 235 | c |
|---|
| 236 | ! |
|---|
| 237 | ! Feeding layer |
|---|
| 238 | ! |
|---|
| 239 | em_sig1feed = 1. |
|---|
| 240 | em_sig2feed = 0.97 |
|---|
| 241 | c em_sig2feed = 0.8 |
|---|
| 242 | ! Relative Weight densities |
|---|
| 243 | do k=1,klev |
|---|
| 244 | em_wght(k)=1. |
|---|
| 245 | end do |
|---|
| 246 | cCRtest: couche alim des tehrmiques ponderee par a* |
|---|
| 247 | c DO i = 1, klon |
|---|
| 248 | c do k=1,lalim_conv(i) |
|---|
| 249 | c em_wght(k)=wght_th(i,k) |
|---|
| 250 | c print*,'em_wght=',em_wght(k),wght_th(i,k) |
|---|
| 251 | c end do |
|---|
| 252 | c END DO |
|---|
| [524] | 253 | |
|---|
| 254 | if (iflag_con .eq. 4) then |
|---|
| 255 | DO k = 1, klev |
|---|
| 256 | DO i = 1, klon |
|---|
| 257 | zx_t = t(i,k) |
|---|
| 258 | zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,rtt-zx_t)) |
|---|
| 259 | zx_qs= MIN(0.5 , r2es * FOEEW(zx_t,zdelta)/em_p(i,k)/100.0) |
|---|
| 260 | zcor=1./(1.-retv*zx_qs) |
|---|
| 261 | qs(i,k)=zx_qs*zcor |
|---|
| 262 | ENDDO |
|---|
| [879] | 263 | DO i = 1, klon |
|---|
| 264 | zx_t = t_wake(i,k) |
|---|
| 265 | zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,rtt-zx_t)) |
|---|
| 266 | zx_qs= MIN(0.5 , r2es * FOEEW(zx_t,zdelta)/em_p(i,k)/100.0) |
|---|
| 267 | zcor=1./(1.-retv*zx_qs) |
|---|
| 268 | qs_wake(i,k)=zx_qs*zcor |
|---|
| 269 | ENDDO |
|---|
| [524] | 270 | ENDDO |
|---|
| 271 | else ! iflag_con=3 (modif de puristes qui fait la diffce pour la convergence numerique) |
|---|
| 272 | DO k = 1, klev |
|---|
| 273 | DO i = 1, klon |
|---|
| 274 | zx_t = t(i,k) |
|---|
| 275 | zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,rtt-zx_t)) |
|---|
| 276 | zx_qs= r2es * FOEEW(zx_t,zdelta)/em_p(i,k)/100.0 |
|---|
| 277 | zx_qs= MIN(0.5,zx_qs) |
|---|
| 278 | zcor=1./(1.-retv*zx_qs) |
|---|
| 279 | zx_qs=zx_qs*zcor |
|---|
| 280 | qs(i,k)=zx_qs |
|---|
| 281 | ENDDO |
|---|
| [879] | 282 | DO i = 1, klon |
|---|
| 283 | zx_t = t_wake(i,k) |
|---|
| 284 | zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,rtt-zx_t)) |
|---|
| 285 | zx_qs= r2es * FOEEW(zx_t,zdelta)/em_p(i,k)/100.0 |
|---|
| 286 | zx_qs= MIN(0.5,zx_qs) |
|---|
| 287 | zcor=1./(1.-retv*zx_qs) |
|---|
| 288 | zx_qs=zx_qs*zcor |
|---|
| 289 | qs_wake(i,k)=zx_qs |
|---|
| 290 | ENDDO |
|---|
| [524] | 291 | ENDDO |
|---|
| 292 | endif ! iflag_con |
|---|
| 293 | c |
|---|
| 294 | C------------------------------------------------------------------ |
|---|
| 295 | |
|---|
| 296 | C Main driver for convection: |
|---|
| [879] | 297 | C iflag_con=3 -> nvlle version de KE (JYG) |
|---|
| 298 | C iflag_con = 30 -> equivalent to convect3 |
|---|
| [524] | 299 | C iflag_con = 4 -> equivalent to convect1/2 |
|---|
| [879] | 300 | c |
|---|
| 301 | c |
|---|
| 302 | if (iflag_con.eq.30) then |
|---|
| [524] | 303 | |
|---|
| 304 | CALL cv_driver(klon,klev,klev+1,ntra,iflag_con, |
|---|
| 305 | : t,q,qs,u,v,tra, |
|---|
| 306 | $ em_p,em_ph,iflag, |
|---|
| 307 | $ d_t,d_q,d_u,d_v,d_tra,rain, |
|---|
| [619] | 308 | $ pmflxr,cbmf,work1,work2, |
|---|
| 309 | $ kbas,ktop, |
|---|
| 310 | $ dtime,Ma,upwd,dnwd,dnwdbis,qcondc,wd,cape, |
|---|
| 311 | $ da,phi,mp) |
|---|
| [879] | 312 | |
|---|
| 313 | else |
|---|
| [524] | 314 | |
|---|
| [879] | 315 | CALL cva_driver(klon,klev,klev+1,ntra, |
|---|
| 316 | $ iflag_con,iflag_mix,iflag_clos,dtime, |
|---|
| 317 | : t,q,qs,t_wake,q_wake,qs_wake,u,v,tra, |
|---|
| 318 | $ em_p,em_ph, |
|---|
| 319 | . ALE,ALP, |
|---|
| 320 | . em_sig1feed,em_sig2feed,em_wght, |
|---|
| 321 | . iflag,d_t,d_q,d_u,d_v,d_tra,rain,kbas,ktop, |
|---|
| 322 | $ cbmf,work1,work2,ptop2,sigd, |
|---|
| 323 | $ Ma,mip,Vprecip,upwd,dnwd,dnwdbis,qcondc,wd, |
|---|
| 324 | $ cape,cin,tvp, |
|---|
| 325 | $ dd_t,dd_q,Plim1,Plim2,asupmax,supmax0, |
|---|
| 326 | $ asupmaxmin,lalim_conv) |
|---|
| 327 | endif |
|---|
| [524] | 328 | C------------------------------------------------------------------ |
|---|
| 329 | |
|---|
| 330 | DO i = 1,klon |
|---|
| 331 | rain(i) = rain(i)/86400. |
|---|
| 332 | rflag(i)=iflag(i) |
|---|
| 333 | ENDDO |
|---|
| 334 | |
|---|
| 335 | DO k = 1, klev |
|---|
| 336 | DO i = 1, klon |
|---|
| 337 | d_t(i,k) = dtime*d_t(i,k) |
|---|
| 338 | d_q(i,k) = dtime*d_q(i,k) |
|---|
| 339 | d_u(i,k) = dtime*d_u(i,k) |
|---|
| 340 | d_v(i,k) = dtime*d_v(i,k) |
|---|
| 341 | ENDDO |
|---|
| 342 | ENDDO |
|---|
| [879] | 343 | c |
|---|
| 344 | if (iflag_con.eq.30) then |
|---|
| [619] | 345 | DO itra = 1,ntra |
|---|
| 346 | DO k = 1, klev |
|---|
| 347 | DO i = 1, klon |
|---|
| 348 | d_tra(i,k,itra) =dtime*d_tra(i,k,itra) |
|---|
| 349 | ENDDO |
|---|
| 350 | ENDDO |
|---|
| [879] | 351 | ENDDO |
|---|
| 352 | endif |
|---|
| 353 | |
|---|
| 354 | DO k = 1, klev |
|---|
| 355 | DO i = 1, klon |
|---|
| 356 | t1(i,k) = t(i,k)+ d_t(i,k) |
|---|
| 357 | q1(i,k) = q(i,k)+ d_q(i,k) |
|---|
| 358 | ENDDO |
|---|
| 359 | ENDDO |
|---|
| 360 | c |
|---|
| 361 | cc IF (if_ebil.ge.2) THEN |
|---|
| 362 | cc ztit='after convect' |
|---|
| 363 | cc CALL diagetpq(paire,ztit,ip_ebil,2,2,dtime |
|---|
| 364 | cc e , t1,q1,ql,qs,u,v,paprs,pplay |
|---|
| 365 | cc s , d_h_vcol, d_qt, d_qw, d_ql, d_qs, d_ec) |
|---|
| 366 | cc call diagphy(paire,ztit,ip_ebil |
|---|
| 367 | cc e , zero_v, zero_v, zero_v, zero_v, zero_v |
|---|
| 368 | cc e , zero_v, rain, zero_v, ztsol |
|---|
| 369 | cc e , d_h_vcol, d_qt, d_ec |
|---|
| 370 | cc s , fs_bound, fq_bound ) |
|---|
| 371 | cc END IF |
|---|
| 372 | C |
|---|
| 373 | c |
|---|
| [524] | 374 | c les traceurs ne sont pas mis dans cette version de convect4: |
|---|
| 375 | if (iflag_con.eq.4) then |
|---|
| 376 | DO itra = 1,ntra |
|---|
| 377 | DO k = 1, klev |
|---|
| 378 | DO i = 1, klon |
|---|
| 379 | d_tra(i,k,itra) = 0. |
|---|
| 380 | ENDDO |
|---|
| 381 | ENDDO |
|---|
| 382 | ENDDO |
|---|
| 383 | endif |
|---|
| [938] | 384 | c print*, 'concvl->: dd_t,dd_q ',dd_t(1,1),dd_q(1,1) |
|---|
| [879] | 385 | |
|---|
| [524] | 386 | RETURN |
|---|
| 387 | END |
|---|
| 388 | |
|---|
