source: LMDZ4/trunk/libf/phylmd/flxtr.F @ 1688

!
! $Header$
!
      SUBROUTINE flxtr(pdtime,pmfu,pmfd,pen_u,pde_u,pen_d,pde_d,
     .                 pt,pplay,paprs,kcbot,kctop,kdtop,x,dx) 
      USE dimphy
      IMPLICIT NONE 
c=====================================================================
c Objet : Melange convectif de traceurs a partir des flux de masse 
c Date : 13/12/1996 -- 13/01/97
c Auteur: O. Boucher (LOA) sur inspiration de Z. X. Li (LMD),
c         Brinkop et Sausen (1996) et Boucher et al. (1996).
c ATTENTION : meme si cette routine se veut la plus generale possible, 
c             elle a herite de certaines notations et conventions du 
c             schema de Tiedtke (1993). 
c --En particulier, les couches sont numerotees de haut en bas !!!
c   Ceci est valable pour les flux, kcbot, kctop et kdtop
c   mais pas pour les entrees x, pplay, paprs !!!!
c --Un schema amont est choisi pour calculer les flux pour s'assurer 
c   de la positivite des valeurs de traceurs, cela implique des eqs 
c   differentes pour les flux de traceurs montants et descendants.
c --pmfu est positif, pmfd est negatif 
c --Tous les flux d'entrainements et de detrainements sont positifs 
c   contrairement au schema de Tiedtke d'ou les changements de signe!!!! 
c=====================================================================
c
cym#include "dimensions.h"
cym#include "dimphy.h"
#include "YOMCST.h"
#include "YOECUMF.h" 
c
      REAL pdtime
c--les flux sont definis au 1/2 niveaux
c--pmfu(klev+1) et pmfd(klev+1) sont implicitement nuls
      REAL pmfu(klon,klev)  ! flux de masse dans le panache montant 
      REAL pmfd(klon,klev)  ! flux de masse dans le panache descendant
      REAL pen_u(klon,klev) ! flux entraine dans le panache montant
      REAL pde_u(klon,klev) ! flux detraine dans le panache montant
      REAL pen_d(klon,klev) ! flux entraine dans le panache descendant
      REAL pde_d(klon,klev) ! flux detraine dans le panache descendant
c--idem mais en variables locales
      REAL zpen_u(klon,klev) 
      REAL zpde_u(klon,klev)
      REAL zpen_d(klon,klev) 
      REAL zpde_d(klon,klev)
c
      REAL pplay(klon,klev)    ! pression aux couches (bas en haut)
      REAL pap(klon,klev)      ! pression aux couches (haut en bas)
      REAL pt(klon,klev)       ! temperature aux couches (bas en haut) 
      REAL zt(klon,klev)       ! temperature aux couches (haut en bas)
      REAL paprs(klon,klev+1)  ! pression aux 1/2 couches (bas en haut)
      REAL paph(klon,klev+1)   ! pression aux 1/2 couches (haut en bas)
      INTEGER kcbot(klon)      ! niveau de base de la convection
      INTEGER kctop(klon)      ! niveau du sommet de la convection +1 
      INTEGER kdtop(klon)      ! niveau de sommet du panache descendant
      REAL x(klon,klev)        ! q de traceur (bas en haut) 
      REAL zx(klon,klev)       ! q de traceur (haut en bas)
      REAL dx(klon,klev)     ! tendance de traceur  (bas en haut)
c
c--variables locales      
c--les flux de x sont definis aux 1/2 niveaux 
c--xu et xd sont definis aux niveaux complets
      REAL xu(klon,klev)        ! q de traceurs dans le panache montant
      REAL xd(klon,klev)        ! q de traceurs dans le panache descendant
      REAL xe(klon,klev)        ! q de traceurs dans l'environnement 
      REAL zmfux(klon,klev+1)   ! flux de x dans le panache montant
      REAL zmfdx(klon,klev+1)   ! flux de x dans le panache descendant
      REAL zmfex(klon,klev+1)   ! flux de x dans l'environnement 
      INTEGER i, k 
      REAL zmfmin
      PARAMETER (zmfmin=1.E-10)
c
c On remet les taux d'entrainement et de detrainement dans le panache
c descendant a des valeurs positives. 
c On ajuste les valeurs de pen_u, pen_d pde_u et pde_d pour que la 
c conservation de la masse soit realisee a chaque niveau dans les 2 
c panaches.
      DO k=1, klev
      DO i=1, klon
        zpen_u(i,k)= pen_u(i,k)
        zpde_u(i,k)= pde_u(i,k)
      ENDDO 
      ENDDO
c
      DO k=1, klev-1
      DO i=1, klon
        zpen_d(i,k)=-pen_d(i,k+1)
        zpde_d(i,k)=-pde_d(i,k+1)
      ENDDO 
      ENDDO
c
      DO i=1, klon 
      zpen_d(i,klev)       = 0.0
      zpde_d(i,klev)       = -pmfd(i,klev)
c   Correction 03 11 97
c     zpen_d(i,kdtop(i)-1) = pmfd(i,kdtop(i)-1)-pmfd(i,kdtop(i))
      IF (kdtop(i).EQ.klev+1) THEN
      zpen_d(i,kdtop(i)-1) = pmfd(i,kdtop(i)-1)
      ELSE
      zpen_d(i,kdtop(i)-1) = pmfd(i,kdtop(i)-1)-pmfd(i,kdtop(i))
      ENDIF

      zpde_u(i,kctop(i)-2) = pmfu(i,kctop(i)-1)
      zpen_u(i,klev)       = pmfu(i,klev) 
      ENDDO
c
      DO i=1, klon
      DO k=kcbot(i), klev-1
      zpen_u(i,k) = pmfu(i,k) - pmfu(i,k+1)
      ENDDO 
      ENDDO 
c
c conversion des sens de notations bas-haut et haut-bas
c
      DO k=1, klev+1 
      DO i=1, klon 
        paph(i,klev+2-k)=paprs(i,k)
      ENDDO 
      ENDDO
c
      DO i=1, klon
      DO k=1, klev 
        pap(i,klev+1-k)=pplay(i,k)
        zt(i,klev+1-k) =pt(i,k)
        zx(i,klev+1-k) =x(i,k) 
      ENDDO 
      ENDDO
c
c--initialisations des flux de traceurs aux extremites de la colonne
c
      DO i=1, klon 
        zmfux(i,klev+1) = 0.0 
        zmfdx(i,1) = 0.0 
        zmfex(i,1) = 0.0 
      ENDDO
c
c--calcul des flux dans le panache montant
c
      DO k=klev, 1, -1
      DO i=1, klon
       IF (k.GE.kcbot(i)) THEN 
         xu(i,k)=zx(i,k)
         zmfux(i,k)=pmfu(i,k)*xu(i,k)
       ELSE 
         zmfux(i,k)= (zmfux(i,k+1) + zpen_u(i,k)*zx(i,k) ) / 
     .               (1.+zpde_u(i,k)/MAX(zmfmin,pmfu(i,k)))
         xu(i,k)=zmfux(i,k)/MAX(zmfmin,pmfu(i,k))
       ENDIF
      ENDDO
      ENDDO
c
c--calcul des flux dans le panache descendant
c
      DO k=1, klev-1
      DO i=1, klon
       IF (k.LE.kdtop(i)-1) THEN
         xd(i,k)=( zx(i,k)+xu(i,k) ) / 2. 
         zmfdx(i,k+1)=pmfd(i,k+1)*xd(i,k)
       ELSE
         zmfdx(i,k+1)= (zmfdx(i,k) - zpen_d(i,k)*zx(i,k) ) /
     .               (1.-zpde_d(i,k)/MIN(-zmfmin,pmfd(i,k+1)))
         xd(i,k)=zmfdx(i,k+1)/MIN(-zmfmin,pmfd(i,k+1))
       ENDIF
      ENDDO
      ENDDO
      DO i=1, klon 
         zmfdx(i,klev+1) = 0.0 
         xd(i,klev) = (zpen_d(i,klev)*zx(i,klev) - zmfdx(i,klev)) / 
     .                   MAX(zmfmin,zpde_d(i,klev)) 
      ENDDO 
c
c--introduction du flux de retour dans l'environnement
c
      DO k=1, klev-1
      DO i=1, klon
       IF (k.LE.kctop(i)-3) THEN 
         xe(i,k)= zx(i,k) 
         zmfex(i,k+1)=-(pmfu(i,k+1)+pmfd(i,k+1))*xe(i,k)
       ELSE 
         zmfex(i,k+1)= (zmfex(i,k) - 
     .      (zpde_u(i,k)*xu(i,k)+zpde_d(i,k)*xd(i,k))) /
     .      (1.-(zpen_d(i,k)+zpen_u(i,k))/
     .      MIN(-zmfmin,-pmfu(i,k+1)-pmfd(i,k+1)) )
         xe(i,k)=zmfex(i,k+1)/MIN(-zmfmin,-pmfu(i,k+1)-pmfd(i,k+1))
       ENDIF
      ENDDO
      ENDDO
      DO i=1, klon 
         zmfex(i,klev+1) = 0.0
         xe(i,klev) = (zpde_u(i,klev)*xu(i,klev) + 
     .                 zpde_d(i,klev)*xd(i,klev) -zmfex(i,klev)) /
     .                 MAX(zmfmin,zpen_u(i,klev)+zpen_d(i,klev)) 
      ENDDO
c
c--calcul final des tendances
c
      DO k=1 , klev
      DO i=1, klon
        dx(i,klev+1-k) = RG/(paph(i,k+1)-paph(i,k))*pdtime*
     .                      ( zmfux(i,k+1) - zmfux(i,k) +
     .                        zmfdx(i,k+1) - zmfdx(i,k) +
     .                        zmfex(i,k+1) - zmfex(i,k) )
      ENDDO
      ENDDO
c
      RETURN 
      END