source: LMDZ4/trunk/libf/phylmd/pbl_surface_mod.F90 @ 1068

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  • Modifications lie au premier niveau du modele pour la diffusion turbulent

du vent.

  • Preparation pour un couplage des courrant oceaniques.

JG

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:executable set to *
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 56.8 KB
Line 
1!
2MODULE pbl_surface_mod
3!
4! Planetary Boundary Layer and Surface module
5!
6! This module manage the calculation of turbulent diffusion in the boundary layer
7! and all interactions towards the differents sub-surfaces.
8!
9!
10  USE dimphy
11  USE mod_phys_lmdz_para,  ONLY : mpi_size
12  USE ioipsl
13  USE surface_data,        ONLY : type_ocean, ok_veget
14  USE surf_land_mod,       ONLY : surf_land
15  USE surf_landice_mod,    ONLY : surf_landice
16  USE surf_ocean_mod,      ONLY : surf_ocean
17  USE surf_seaice_mod,     ONLY : surf_seaice
18  USE cpl_mod,             ONLY : gath2cpl
19  USE climb_hq_mod,        ONLY : climb_hq_down, climb_hq_up
20  USE climb_wind_mod,      ONLY : climb_wind_down, climb_wind_up
21  USE coef_diff_turb_mod,  ONLY : coef_diff_turb
22
23  IMPLICIT NONE
24
25! Declaration of variables saved in restart file
26  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:), PRIVATE, SAVE     :: qsol   ! water height in the soil (mm)
27  !$OMP THREADPRIVATE(qsol)
28  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:), PRIVATE, SAVE     :: fder   ! flux drift
29  !$OMP THREADPRIVATE(fder)
30  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:), PRIVATE, SAVE   :: snow   ! snow at surface
31  !$OMP THREADPRIVATE(snow)
32  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:), PRIVATE, SAVE   :: qsurf  ! humidity at surface
33  !$OMP THREADPRIVATE(qsurf)
34  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:), PRIVATE, SAVE   :: evap   ! evaporation at surface
35  !$OMP THREADPRIVATE(evap)
36  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:), PRIVATE, SAVE   :: rugos  ! rugosity at surface (m)
37  !$OMP THREADPRIVATE(rugos)
38  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:), PRIVATE, SAVE   :: agesno ! age of snow at surface
39  !$OMP THREADPRIVATE(agesno)
40  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), PRIVATE, SAVE :: ftsoil ! soil temperature
41  !$OMP THREADPRIVATE(ftsoil)
42
43CONTAINS
44!
45!****************************************************************************************
46!
47  SUBROUTINE pbl_surface_init(qsol_rst, fder_rst, snow_rst, qsurf_rst,&
48       evap_rst, rugos_rst, agesno_rst, ftsoil_rst)
49
50! This routine should be called after the restart file has been read.
51! This routine initialize the restart variables and does some validation tests
52! for the index of the different surfaces and tests the choice of type of ocean.
53
54    INCLUDE "indicesol.h"
55    INCLUDE "dimsoil.h"
56    INCLUDE "iniprint.h"
57 
58! Input variables
59!****************************************************************************************
60    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)                 :: qsol_rst
61    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)                 :: fder_rst
62    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(IN)          :: snow_rst
63    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(IN)          :: qsurf_rst
64    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(IN)          :: evap_rst
65    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(IN)          :: rugos_rst
66    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(IN)          :: agesno_rst
67    REAL, DIMENSION(klon, nsoilmx, nbsrf), INTENT(IN) :: ftsoil_rst
68
69 
70! Local variables
71!****************************************************************************************
72    INTEGER                       :: ierr
73    CHARACTER(len=80)             :: abort_message
74    CHARACTER(len = 20)           :: modname = 'pbl_surface_init'
75   
76
77!****************************************************************************************
78! Allocate and initialize module variables with fields read from restart file.
79!
80!****************************************************************************************   
81    ALLOCATE(qsol(klon), stat=ierr)
82    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
83
84    ALLOCATE(fder(klon), stat=ierr)
85    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
86
87    ALLOCATE(snow(klon,nbsrf), stat=ierr)
88    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
89
90    ALLOCATE(qsurf(klon,nbsrf), stat=ierr)
91    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
92
93    ALLOCATE(evap(klon,nbsrf), stat=ierr)
94    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
95
96    ALLOCATE(rugos(klon,nbsrf), stat=ierr)
97    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
98
99    ALLOCATE(agesno(klon,nbsrf), stat=ierr)
100    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
101
102    ALLOCATE(ftsoil(klon,nsoilmx,nbsrf), stat=ierr)
103    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
104
105
106    qsol(:)       = qsol_rst(:)
107    fder(:)       = fder_rst(:)
108    snow(:,:)     = snow_rst(:,:)
109    qsurf(:,:)    = qsurf_rst(:,:)
110    evap(:,:)     = evap_rst(:,:)
111    rugos(:,:)    = rugos_rst(:,:)
112    agesno(:,:)   = agesno_rst(:,:)
113    ftsoil(:,:,:) = ftsoil_rst(:,:,:)
114
115
116!****************************************************************************************
117! Test for sub-surface indices
118!
119!****************************************************************************************
120    IF (is_ter /= 1) THEN
121      WRITE(lunout,*)" *** Warning ***"
122      WRITE(lunout,*)" is_ter n'est pas le premier surface, is_ter = ",is_ter
123      WRITE(lunout,*)"or on doit commencer par les surfaces continentales"
124      abort_message="voir ci-dessus"
125      CALL abort_gcm(modname,abort_message,1)
126    ENDIF
127
128    IF ( is_oce > is_sic ) THEN
129      WRITE(lunout,*)' *** Warning ***'
130      WRITE(lunout,*)' Pour des raisons de sequencement dans le code'
131      WRITE(lunout,*)' l''ocean doit etre traite avant la banquise'
132      WRITE(lunout,*)' or is_oce = ',is_oce, '> is_sic = ',is_sic
133      abort_message='voir ci-dessus'
134      CALL abort_gcm(modname,abort_message,1)
135    ENDIF
136
137    IF ( is_lic > is_sic ) THEN
138      WRITE(lunout,*)' *** Warning ***'
139      WRITE(lunout,*)' Pour des raisons de sequencement dans le code'
140      WRITE(lunout,*)' la glace contineltalle doit etre traite avant la glace de mer'
141      WRITE(lunout,*)' or is_lic = ',is_lic, '> is_sic = ',is_sic
142      abort_message='voir ci-dessus'
143      CALL abort_gcm(modname,abort_message,1)
144    ENDIF
145
146!****************************************************************************************
147! Validation of ocean mode
148!
149!****************************************************************************************
150
151    IF (type_ocean /= 'slab  ' .AND. type_ocean /= 'force ' .AND. type_ocean /= 'couple') THEN
152       WRITE(lunout,*)' *** Warning ***'
153       WRITE(lunout,*)'Option couplage pour l''ocean = ', type_ocean
154       abort_message='option pour l''ocean non valable'
155       CALL abort_gcm(modname,abort_message,1)
156    ENDIF
157
158  END SUBROUTINE pbl_surface_init
159
160!****************************************************************************************
161
162
163  SUBROUTINE pbl_surface( &
164       dtime,     date0,     itap,     jour,          &
165       debut,     lafin,                              &
166       rlon,      rlat,      rugoro,   rmu0,          &
167       rain_f,    snow_f,    solsw_m,  sollw_m,       &
168       t,         q,         u,        v,             &
169       pplay,     paprs,     pctsrf,                  &
170       ts,        alb1,      alb2,     u10m,   v10m,  &
171       lwdown_m,  cdragh,    cdragm,   zu1,    zv1,   &
172       alb1_m,    alb2_m,    zxsens,   zxevap,        &
173       zxtsol,    zxfluxlat, zt2m,     qsat2m,        &
174       d_t,       d_q,       d_u,      d_v,           &
175       zcoefh,    slab_wfbils,                        &
176       qsol_d,    zq2m,      s_pblh,   s_plcl,        &
177       s_capCL,   s_oliqCL,  s_cteiCL, s_pblT,        &
178       s_therm,   s_trmb1,   s_trmb2,  s_trmb3,       &
179       zxrugs,    zu10m,     zv10m,    fder_print,    &
180       zxqsurf,   rh2m,      zxfluxu,  zxfluxv,       &
181       rugos_d,   agesno_d,  sollw,    solsw,         &
182       d_ts,      evap_d,    fluxlat,  t2m,           &
183       wfbils,    wfbilo,    flux_t,   flux_u, flux_v,&
184       dflux_t,   dflux_q,   zxsnow,                  &
185       zxfluxt,   zxfluxq,   q2m,      flux_q, tke    )
186!****************************************************************************************
187! Auteur(s) Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930818
188! Objet: interface de "couche limite" (diffusion verticale)
189!
190!AA REM:
191!AA-----
192!AA Tout ce qui a trait au traceurs est dans phytrac maintenant
193!AA pour l'instant le calcul de la couche limite pour les traceurs
194!AA se fait avec cltrac et ne tient pas compte de la differentiation
195!AA des sous-fraction de sol.
196!AA REM bis :
197!AA----------
198!AA Pour pouvoir extraire les coefficient d'echanges et le vent
199!AA dans la premiere couche, 3 champs supplementaires ont ete crees
200!AA zcoefh, zu1 et zv1. Pour l'instant nous avons moyenne les valeurs
201!AA de ces trois champs sur les 4 subsurfaces du modele. Dans l'avenir
202!AA si les informations des subsurfaces doivent etre prises en compte
203!AA il faudra sortir ces memes champs en leur ajoutant une dimension,
204!AA c'est a dire nbsrf (nbre de subsurface).
205!
206! Arguments:
207!
208! dtime----input-R- interval du temps (secondes)
209! itap-----input-I- numero du pas de temps
210! date0----input-R- jour initial
211! t--------input-R- temperature (K)
212! q--------input-R- vapeur d'eau (kg/kg)
213! u--------input-R- vitesse u
214! v--------input-R- vitesse v
215! ts-------input-R- temperature du sol (en Kelvin)
216! paprs----input-R- pression a intercouche (Pa)
217! pplay----input-R- pression au milieu de couche (Pa)
218! rlat-----input-R- latitude en degree
219! rugos----input-R- longeur de rugosite (en m)
220!
221! d_t------output-R- le changement pour "t"
222! d_q------output-R- le changement pour "q"
223! d_u------output-R- le changement pour "u"
224! d_v------output-R- le changement pour "v"
225! d_ts-----output-R- le changement pour "ts"
226! flux_t---output-R- flux de chaleur sensible (CpT) J/m**2/s (W/m**2)
227!                    (orientation positive vers le bas)
228! tke---input/output-R- tke (kg/m**2/s)
229! flux_q---output-R- flux de vapeur d'eau (kg/m**2/s)
230! flux_u---output-R- tension du vent X: (kg m/s)/(m**2 s) ou Pascal
231! flux_v---output-R- tension du vent Y: (kg m/s)/(m**2 s) ou Pascal
232! dflux_t--output-R- derive du flux sensible
233! dflux_q--output-R- derive du flux latent
234! zu1------output-R- le vent dans la premiere couche
235! zv1------output-R- le vent dans la premiere couche
236! trmb1----output-R- deep_cape
237! trmb2----output-R- inhibition
238! trmb3----output-R- Point Omega
239! cteiCL---output-R- Critere d'instab d'entrainmt des nuages de CL
240! plcl-----output-R- Niveau de condensation
241! pblh-----output-R- HCL
242! pblT-----output-R- T au nveau HCL
243!
244    INCLUDE "indicesol.h"
245    INCLUDE "dimsoil.h"
246    INCLUDE "YOMCST.h"
247    INCLUDE "iniprint.h"
248    INCLUDE "FCTTRE.h"
249    INCLUDE "clesphys.h"
250    INCLUDE "compbl.h"
251    INCLUDE "dimensions.h"
252    INCLUDE "YOETHF.h"
253    INCLUDE "temps.h"
254    INCLUDE "control.h"
255! Input variables
256!****************************************************************************************
257    REAL,                         INTENT(IN)        :: dtime   ! time interval (s)
258    REAL,                         INTENT(IN)        :: date0   ! initial day
259    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: itap    ! time step
260    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: jour    ! current day of the year
261    LOGICAL,                      INTENT(IN)        :: debut   ! true if first run step
262    LOGICAL,                      INTENT(IN)        :: lafin   ! true if last run step
263    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: rlon    ! longitudes in degrees
264    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: rlat    ! latitudes in degrees
265    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: rugoro  ! rugosity length
266    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: rmu0    ! cosine of solar zenith angle
267    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: rain_f  ! rain fall
268    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: snow_f  ! snow fall
269    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: solsw_m ! net shortwave radiation at mean surface
270    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: sollw_m ! net longwave radiation at mean surface
271    REAL, DIMENSION(klon,klev),   INTENT(IN)        :: t       ! temperature (K)
272    REAL, DIMENSION(klon,klev),   INTENT(IN)        :: q       ! water vapour (kg/kg)
273    REAL, DIMENSION(klon,klev),   INTENT(IN)        :: u       ! u speed
274    REAL, DIMENSION(klon,klev),   INTENT(IN)        :: v       ! v speed
275    REAL, DIMENSION(klon,klev),   INTENT(IN)        :: pplay   ! mid-layer pression (Pa)
276    REAL, DIMENSION(klon,klev+1), INTENT(IN)        :: paprs   ! pression between layers (Pa)
277    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(IN)        :: pctsrf  ! sub-surface fraction
278
279! Input/Output variables
280!****************************************************************************************
281    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(INOUT)     :: ts      ! temperature at surface (K)
282    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(INOUT)     :: alb1    ! albedo in visible SW interval
283    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(INOUT)     :: alb2    ! albedo in near infra-red SW interval
284    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(INOUT)     :: u10m    ! u speed at 10m
285    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(INOUT)     :: v10m    ! v speed at 10m
286    REAL, DIMENSION(klon, klev+1, nbsrf), INTENT(INOUT) :: tke
287
288! Output variables
289!****************************************************************************************
290    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: lwdown_m   ! Downcoming longwave radiation
291    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: cdragh     ! drag coefficient for T and Q
292    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: cdragm     ! drag coefficient for wind
293    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zu1        ! u wind speed in first layer
294    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zv1        ! v wind speed in first layer
295    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: alb1_m     ! mean albedo in visible SW interval
296    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: alb2_m     ! mean albedo in near IR SW interval
297    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zxsens     ! sensible heat flux at surface with inversed sign
298                                                                  ! (=> positive sign upwards)
299    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zxevap     ! water vapour flux at surface, positiv upwards
300    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zxtsol     ! temperature at surface, mean for each grid point
301    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zxfluxlat  ! latent flux, mean for each grid point
302    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zt2m       ! temperature at 2m, mean for each grid point
303    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: qsat2m
304    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: d_t        ! change in temperature
305    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: d_q        ! change in water vapour
306    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: d_u        ! change in u speed
307    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: d_v        ! change in v speed
308    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: zcoefh     ! coef for turbulent diffusion of T and Q, mean for each grid point
309
310! Output only for diagnostics
311    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: slab_wfbils! heat balance at surface only for slab at ocean points
312    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: qsol_d     ! water height in the soil (mm)
313    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zq2m       ! water vapour at 2m, mean for each grid point
314    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_pblh     ! height of the planetary boundary layer(HPBL)
315    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_plcl     ! condensation level
316    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_capCL    ! CAPE of PBL
317    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_oliqCL   ! liquid water intergral of PBL
318    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_cteiCL   ! cloud top instab. crit. of PBL
319    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_pblT     ! temperature at PBLH
320    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_therm    ! thermal virtual temperature excess
321    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_trmb1    ! deep cape, mean for each grid point
322    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_trmb2    ! inhibition, mean for each grid point
323    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_trmb3    ! point Omega, mean for each grid point
324    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zxrugs     ! rugosity at surface (m), mean for each grid point
325    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zu10m      ! u speed at 10m, mean for each grid point
326    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zv10m      ! v speed at 10m, mean for each grid point
327    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: fder_print ! fder for printing (=fder(i) + dflux_t(i) + dflux_q(i))
328    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zxqsurf    ! humidity at surface, mean for each grid point
329    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: rh2m       ! relative humidity at 2m
330    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: zxfluxu    ! u wind tension, mean for each grid point
331    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: zxfluxv    ! v wind tension, mean for each grid point
332    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: rugos_d    ! rugosity length (m)
333    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: agesno_d   ! age of snow at surface
334    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: solsw      ! net shortwave radiation at surface
335    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: sollw      ! net longwave radiation at surface
336    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: d_ts       ! change in temperature at surface
337    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: evap_d     ! evaporation at surface
338    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: fluxlat    ! latent flux
339    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: t2m        ! temperature at 2 meter height
340    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: wfbils     ! heat balance at surface
341    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: wfbilo     ! water balance at surface
342    REAL, DIMENSION(klon, klev, nbsrf), INTENT(OUT) :: flux_t     ! sensible heat flux (CpT) J/m**2/s (W/m**2)
343                                                                  ! positve orientation downwards
344    REAL, DIMENSION(klon, klev, nbsrf), INTENT(OUT) :: flux_u     ! u wind tension (kg m/s)/(m**2 s) or Pascal
345    REAL, DIMENSION(klon, klev, nbsrf), INTENT(OUT) :: flux_v     ! v wind tension (kg m/s)/(m**2 s) or Pascal
346
347! Output not needed
348    REAL, DIMENSION(klon),       INTENT(OUT)        :: dflux_t    ! change of sensible heat flux
349    REAL, DIMENSION(klon),       INTENT(OUT)        :: dflux_q    ! change of water vapour flux
350    REAL, DIMENSION(klon),       INTENT(OUT)        :: zxsnow     ! snow at surface, mean for each grid point
351    REAL, DIMENSION(klon, klev), INTENT(OUT)        :: zxfluxt    ! sensible heat flux, mean for each grid point
352    REAL, DIMENSION(klon, klev), INTENT(OUT)        :: zxfluxq    ! water vapour flux, mean for each grid point
353    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf),INTENT(OUT)        :: q2m        ! water vapour at 2 meter height
354    REAL, DIMENSION(klon, klev, nbsrf), INTENT(OUT) :: flux_q     ! water vapour flux(latent flux) (kg/m**2/s)
355
356
357! Local variables with attribute SAVE
358!****************************************************************************************
359    INTEGER, SAVE                            :: nhoridbg, nidbg   ! variables for IOIPSL
360!$OMP THREADPRIVATE(nhoridbg, nidbg)
361    LOGICAL, SAVE                            :: debugindex=.FALSE.
362!$OMP THREADPRIVATE(debugindex)
363    LOGICAL, SAVE                            :: first_call=.TRUE.
364!$OMP THREADPRIVATE(first_call)
365    CHARACTER(len=8), DIMENSION(nbsrf), SAVE :: cl_surf
366!$OMP THREADPRIVATE(cl_surf)
367
368! Other local variables
369!****************************************************************************************
370    INTEGER                            :: i, k, nsrf
371    INTEGER                            :: knon, j
372    INTEGER                            :: idayref
373    INTEGER , DIMENSION(klon)          :: ni
374    REAL                               :: zx_alf1, zx_alf2 !valeur ambiante par extrapola
375    REAL                               :: amn, amx
376    REAL                               :: f1 ! fraction de longeurs visibles parmi tout SW intervalle
377    REAL, DIMENSION(klon)              :: r_co2_ppm     ! taux CO2 atmosphere
378    REAL, DIMENSION(klon)              :: yts, yrugos, ypct, yz0_new
379    REAL, DIMENSION(klon)              :: yalb, yalb1, yalb2
380    REAL, DIMENSION(klon)              :: yu1, yv1
381    REAL, DIMENSION(klon)              :: ysnow, yqsurf, yagesno, yqsol
382    REAL, DIMENSION(klon)              :: yrain_f, ysnow_f
383    REAL, DIMENSION(klon)              :: ysolsw, ysollw
384    REAL, DIMENSION(klon)              :: yfder
385    REAL, DIMENSION(klon)              :: yrugoro
386    REAL, DIMENSION(klon)              :: yfluxlat
387    REAL, DIMENSION(klon)              :: y_d_ts
388    REAL, DIMENSION(klon)              :: y_flux_t1, y_flux_q1
389    REAL, DIMENSION(klon)              :: y_dflux_t, y_dflux_q
390    REAL, DIMENSION(klon)              :: y_flux_u1, y_flux_v1
391    REAL, DIMENSION(klon)              :: yt2m, yq2m, yu10m
392    REAL, DIMENSION(klon)              :: yustar
393    REAL, DIMENSION(klon)              :: ywindsp
394    REAL, DIMENSION(klon)              :: yt10m, yq10m
395    REAL, DIMENSION(klon)              :: ypblh
396    REAL, DIMENSION(klon)              :: ylcl
397    REAL, DIMENSION(klon)              :: ycapCL
398    REAL, DIMENSION(klon)              :: yoliqCL
399    REAL, DIMENSION(klon)              :: ycteiCL
400    REAL, DIMENSION(klon)              :: ypblT
401    REAL, DIMENSION(klon)              :: ytherm
402    REAL, DIMENSION(klon)              :: ytrmb1
403    REAL, DIMENSION(klon)              :: ytrmb2
404    REAL, DIMENSION(klon)              :: ytrmb3
405    REAL, DIMENSION(klon)              :: uzon, vmer
406    REAL, DIMENSION(klon)              :: tair1, qair1, tairsol
407    REAL, DIMENSION(klon)              :: psfce, patm
408    REAL, DIMENSION(klon)              :: qairsol, zgeo1
409    REAL, DIMENSION(klon)              :: rugo1
410    REAL, DIMENSION(klon)              :: yfluxsens
411    REAL, DIMENSION(klon)              :: AcoefH, AcoefQ, BcoefH, BcoefQ
412    REAL, DIMENSION(klon)              :: AcoefU, AcoefV, BcoefU, BcoefV
413    REAL, DIMENSION(klon)              :: ypsref
414    REAL, DIMENSION(klon)              :: yevap, ytsurf_new, yalb1_new, yalb2_new
415    REAL, DIMENSION(klon)              :: ztsol
416    REAL, DIMENSION(klon)              :: alb_m  ! mean albedo for whole SW interval
417    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: y_d_t, y_d_q
418    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: y_d_u, y_d_v
419    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: y_flux_t, y_flux_q
420    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: y_flux_u, y_flux_v
421    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: ycoefh, ycoefm
422    REAL, DIMENSION(klon)              :: ycdragh, ycdragm
423    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: yu, yv
424    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: yt, yq
425    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: ypplay, ydelp
426    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: delp
427    REAL, DIMENSION(klon,klev+1)       :: ypaprs
428    REAL, DIMENSION(klon,klev+1)       :: ytke
429    REAL, DIMENSION(klon,nsoilmx)      :: ytsoil
430    CHARACTER(len=80)                  :: abort_message
431    CHARACTER(len=20)                  :: modname = 'pbl_surface'
432    LOGICAL, PARAMETER                 :: zxli=.FALSE. ! utiliser un jeu de fonctions simples
433    LOGICAL, PARAMETER                 :: check=.FALSE.
434
435! For debugging with IOIPSL
436    INTEGER, DIMENSION(iim*(jjm+1))    :: ndexbg
437    REAL                               :: zjulian
438    REAL, DIMENSION(klon)              :: tabindx
439    REAL, DIMENSION(iim,jjm+1)         :: zx_lon, zx_lat
440    REAL, DIMENSION(iim,jjm+1)         :: debugtab
441
442
443    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: pblh         ! height of the planetary boundary layer
444    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: plcl         ! condensation level
445    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: capCL
446    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: oliqCL
447    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: cteiCL
448    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: pblT
449    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: therm
450    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: trmb1        ! deep cape
451    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: trmb2        ! inhibition
452    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: trmb3        ! point Omega
453    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: zx_rh2m, zx_qsat2m
454    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: zx_t1
455    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf)       :: alb          ! mean albedo for whole SW interval
456    REAL, DIMENSION(klon)              :: ylwdown      ! jg : temporary (ysollwdown)
457
458    REAL                               :: zx_qs1, zcor1, zdelta1
459
460!****************************************************************************************
461! Declarations specifiques pour le 1D. A reprendre
462  REAL  :: fsens,flat
463  LOGICAL ok_flux_surf
464  DATA ok_flux_surf/.FALSE./
465!ym pas glop !!
466  COMMON /flux_arp/fsens,flat,ok_flux_surf
467!$OMP THREADPRIVATE(/flux_arp/)
468
469!****************************************************************************************
470! End of declarations
471!****************************************************************************************
472
473
474!****************************************************************************************
475! 1) Initialisation and validation tests
476!    Only done first time entering this subroutine
477!
478!****************************************************************************************
479
480    IF (first_call) THEN
481       first_call=.FALSE.
482     
483       ! Initilize debug IO
484       IF (debugindex .AND. mpi_size==1) THEN
485          ! initialize IOIPSL output
486          idayref = day_ini
487          CALL ymds2ju(annee_ref, 1, idayref, 0.0, zjulian)
488          CALL gr_fi_ecrit(1,klon,iim,jjm+1,rlon,zx_lon)
489          DO i = 1, iim
490             zx_lon(i,1) = rlon(i+1)
491             zx_lon(i,jjm+1) = rlon(i+1)
492          ENDDO
493          CALL gr_fi_ecrit(1,klon,iim,jjm+1,rlat,zx_lat)
494          CALL histbeg("sous_index", iim,zx_lon(:,1),jjm+1,zx_lat(1,:), &
495               1,iim,1,jjm+1, &
496               itau_phy,zjulian,dtime,nhoridbg,nidbg)
497          ! no vertical axis
498          cl_surf(1)='ter'
499          cl_surf(2)='lic'
500          cl_surf(3)='oce'
501          cl_surf(4)='sic'
502          DO nsrf=1,nbsrf
503             CALL histdef(nidbg, cl_surf(nsrf),cl_surf(nsrf), "-",iim, &
504                  jjm+1,nhoridbg, 1, 1, 1, -99, 32, "inst", dtime,dtime)
505          END DO
506
507          CALL histend(nidbg)
508          CALL histsync(nidbg)
509
510       END IF
511       
512    ENDIF
513         
514!****************************************************************************************
515! Force soil water content to qsol0 if qsol0>0 and VEGET=F (use bucket
516! instead of ORCHIDEE)
517    IF (qsol0>0.) THEN
518      PRINT*,'WARNING : On impose qsol=',qsol0
519      qsol(:)=qsol0
520    ENDIF
521!****************************************************************************************
522
523!****************************************************************************************
524! 2) Initialization to zero
525!    Done for all local variables that will be compressed later
526!    and argument with INTENT(OUT)
527!****************************************************************************************
528    cdragh = 0.0  ; cdragm = 0.0     ; dflux_t = 0.0   ; dflux_q = 0.0
529    ypct = 0.0    ; yts = 0.0        ; ysnow = 0.0
530    zv1 = 0.0     ; yqsurf = 0.0     ; yalb1 = 0.0     ; yalb2 = 0.0   
531    yrain_f = 0.0 ; ysnow_f = 0.0    ; yfder = 0.0     ; ysolsw = 0.0   
532    ysollw = 0.0  ; yrugos = 0.0     ; yu1 = 0.0   
533    yv1 = 0.0     ; ypaprs = 0.0     ; ypplay = 0.0
534    ydelp = 0.0   ; yu = 0.0         ; yv = 0.0        ; yt = 0.0         
535    yq = 0.0      ; y_dflux_t = 0.0  ; y_dflux_q = 0.0
536    yrugoro = 0.0 ; ywindsp = 0.0   
537    d_ts = 0.0    ; yfluxlat=0.0     ; flux_t = 0.0    ; flux_q = 0.0     
538    flux_u = 0.0  ; flux_v = 0.0     ; d_t = 0.0       ; d_q = 0.0     
539    d_u = 0.0     ; d_v = 0.0        ; yqsol = 0.0   
540    ytherm = 0.0  ; ytke=0.
541   
542    zcoefh(:,:) = 0.0
543    zcoefh(:,1) = 999999. ! zcoefh(:,k=1) should never be used
544    ytsoil = 999999.
545
546    rh2m(:)        = 0.
547    qsat2m(:)      = 0.
548!****************************************************************************************
549! 3) - Calculate pressure thickness of each layer
550!    - Calculate the wind at first layer
551!    - Mean calculations of albedo
552!    - Calculate net radiance at sub-surface
553!****************************************************************************************
554    DO k = 1, klev
555       DO i = 1, klon
556          delp(i,k) = paprs(i,k)-paprs(i,k+1)
557       ENDDO
558    ENDDO
559
560!****************************************************************************************
561! Test for rugos........ from physiq.. A la fin plutot???
562!
563!****************************************************************************************
564
565    zxrugs(:) = 0.0
566    DO nsrf = 1, nbsrf
567       DO i = 1, klon
568          rugos(i,nsrf) = MAX(rugos(i,nsrf),0.000015)
569          zxrugs(i) = zxrugs(i) + rugos(i,nsrf)*pctsrf(i,nsrf)
570       ENDDO
571    ENDDO
572
573! Mean calculations of albedo
574!
575! Albedo at sub-surface
576! * alb1 : albedo in visible SW interval
577! * alb2 : albedo in near infrared SW interval
578! * alb  : mean albedo for whole SW interval
579!
580! Mean albedo for grid point
581! * alb1_m : albedo in visible SW interval
582! * alb2_m : albedo in near infrared SW interval
583! * alb_m  : mean albedo at whole SW interval
584
585    alb1_m(:) = 0.0
586    alb2_m(:) = 0.0
587    DO nsrf = 1, nbsrf
588       DO i = 1, klon
589          alb1_m(i) = alb1_m(i) + alb1(i,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
590          alb2_m(i) = alb2_m(i) + alb2(i,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
591       ENDDO
592    ENDDO
593
594! We here suppose the fraction f1 of incoming radiance of visible radiance
595! as a fraction of all shortwave radiance
596!    f1 = 0.5
597    f1 = 1    ! put f1=1 to recreate old calculations
598
599    DO nsrf = 1, nbsrf
600       DO i = 1, klon
601          alb(i,nsrf) = f1*alb1(i,nsrf) + (1-f1)*alb2(i,nsrf)
602       ENDDO
603    ENDDO
604
605    DO i = 1, klon
606       alb_m(i) = f1*alb1_m(i) + (1-f1)*alb2_m(i)
607    END DO
608
609! Calculation of mean temperature at surface grid points
610    ztsol(:) = 0.0
611    DO nsrf = 1, nbsrf
612       DO i = 1, klon
613          ztsol(i) = ztsol(i) + ts(i,nsrf)*pctsrf(i,nsrf)
614       ENDDO
615    ENDDO
616
617! Linear distrubution on sub-surface of long- and shortwave net radiance
618    DO nsrf = 1, nbsrf
619       DO i = 1, klon
620          sollw(i,nsrf) = sollw_m(i) + 4.0*RSIGMA*ztsol(i)**3 * (ztsol(i)-ts(i,nsrf))
621          solsw(i,nsrf) = solsw_m(i) * (1.-alb(i,nsrf)) / (1.-alb_m(i))
622       ENDDO
623    ENDDO
624
625
626! Downwelling longwave radiation at mean surface
627    lwdown_m(:) = 0.0
628    DO i = 1, klon
629       lwdown_m(i) = sollw_m(i) + RSIGMA*ztsol(i)**4
630    ENDDO
631
632!****************************************************************************************
633! 4) Loop over different surfaces
634!
635! Only points containing a fraction of the sub surface will be threated.
636!
637!****************************************************************************************
638   
639    loop_nbsrf: DO nsrf = 1, nbsrf
640
641! Search for index(ni) and size(knon) of domaine to treat
642       ni(:) = 0
643       knon  = 0
644       DO i = 1, klon
645          IF (pctsrf(i,nsrf) > 0.) THEN
646             knon = knon + 1
647             ni(knon) = i
648          ENDIF
649       ENDDO
650
651       ! write index, with IOIPSL
652       IF (debugindex .AND. mpi_size==1) THEN
653          tabindx(:)=0.
654          DO i=1,knon
655             tabindx(i)=FLOAT(i)
656          END DO
657          debugtab(:,:) = 0.
658          ndexbg(:) = 0
659          CALL gath2cpl(tabindx,debugtab,knon,ni)
660          CALL histwrite(nidbg,cl_surf(nsrf),itap,debugtab,iim*(jjm+1), ndexbg)
661       ENDIF
662       
663!****************************************************************************************
664! 5) Compress variables
665!
666!****************************************************************************************
667
668       DO j = 1, knon
669          i = ni(j)
670          ypct(j)    = pctsrf(i,nsrf)
671          yts(j)     = ts(i,nsrf)
672          ysnow(j)   = snow(i,nsrf)
673          yqsurf(j)  = qsurf(i,nsrf)
674          yalb(j)    = alb(i,nsrf)
675          yalb1(j)   = alb1(i,nsrf)
676          yalb2(j)   = alb2(i,nsrf)
677          yrain_f(j) = rain_f(i)
678          ysnow_f(j) = snow_f(i)
679          yagesno(j) = agesno(i,nsrf)
680          yfder(j)   = fder(i)
681          ysolsw(j)  = solsw(i,nsrf)
682          ysollw(j)  = sollw(i,nsrf)
683          yrugos(j)  = rugos(i,nsrf)
684          yrugoro(j) = rugoro(i)
685          yu1(j)     = u(i,1)
686          yv1(j)     = v(i,1)
687          ypaprs(j,klev+1) = paprs(i,klev+1)
688          ywindsp(j) = SQRT(u10m(i,nsrf)**2 + v10m(i,nsrf)**2 )
689       END DO
690
691       DO k = 1, klev
692          DO j = 1, knon
693             i = ni(j)
694             ypaprs(j,k) = paprs(i,k)
695             ypplay(j,k) = pplay(i,k)
696             ydelp(j,k)  = delp(i,k)
697             ytke(j,k)   = tke(i,k,nsrf)
698             yu(j,k) = u(i,k)
699             yv(j,k) = v(i,k)
700             yt(j,k) = t(i,k)
701             yq(j,k) = q(i,k)
702          ENDDO
703       ENDDO
704       
705       DO k = 1, nsoilmx
706          DO j = 1, knon
707             i = ni(j)
708             ytsoil(j,k) = ftsoil(i,k,nsrf)
709          END DO
710       END DO
711       
712       ! qsol(water height in soil) only for bucket continental model
713       IF ( nsrf .EQ. is_ter .AND. .NOT. ok_veget ) THEN
714          DO j = 1, knon
715             i = ni(j)
716             yqsol(j) = qsol(i)
717          END DO
718       ENDIF
719       
720!****************************************************************************************
721! 6a) Calculate coefficients for turbulent diffusion at surface, cdragh et cdragm.
722!
723!****************************************************************************************
724
725       CALL clcdrag( knon, nsrf, ypaprs, ypplay, &
726            yu(:,1), yv(:,1), yt(:,1), yq(:,1), &
727            yts, yqsurf, yrugos, &
728            ycdragm, ycdragh )
729
730!****************************************************************************************
731! 6b) Calculate coefficients for turbulent diffusion in the atmosphere, ycoefm et ycoefm.
732!
733!****************************************************************************************
734
735       CALL coef_diff_turb(dtime, nsrf, knon, ni,  &
736            ypaprs, ypplay, yu, yv, yq, yt, yts, yrugos, yqsurf, ycdragm, &
737            ycoefm, ycoefh, ytke)
738       
739!****************************************************************************************
740!
741! 8) "La descente" - "The downhill"
742
743!  climb_hq_down and climb_wind_down calculate the coefficients
744!  Ccoef_X et Dcoef_X for X=[H, Q, U, V].
745!  Only the coefficients at surface for H and Q are returned.
746!
747!****************************************************************************************
748
749! - Calculate the coefficients Ccoef_H, Ccoef_Q, Dcoef_H and Dcoef_Q
750       CALL climb_hq_down(knon, ycoefh, ypaprs, ypplay, &
751            ydelp, yt, yq, dtime, &
752            AcoefH, AcoefQ, BcoefH, BcoefQ)
753
754! - Calculate the coefficients Ccoef_U, Ccoef_V, Dcoef_U and Dcoef_V
755       CALL climb_wind_down(knon, dtime, ycoefm, ypplay, ypaprs, yt, ydelp, yu, yv, &
756            AcoefU, AcoefV, BcoefU, BcoefV)
757     
758
759!****************************************************************************************
760! 9) Small calculations
761!
762!****************************************************************************************
763
764! - Reference pressure is given the values at surface level         
765       ypsref(:) = ypaprs(:,1) 
766
767! - Constant CO2 is copied to global grid
768       r_co2_ppm(:) = co2_ppm
769
770!****************************************************************************************
771!
772! 10) Switch selon current surface
773!     It is necessary to start with the continental surfaces because the ocean
774!     needs their run-off.
775!
776!****************************************************************************************
777       SELECT CASE(nsrf)
778     
779       CASE(is_ter)
780          ! ylwdown : to be removed, calculation is now done at land surface in surf_land
781          ylwdown(:)=0.0
782          DO i=1,knon
783             ylwdown(i)=lwdown_m(ni(i))
784          END DO
785          CALL surf_land(itap, dtime, date0, jour, knon, ni,&
786               rlon, rlat, &
787               debut, lafin, ydelp(:,1), r_co2_ppm, ysolsw, ysollw, yalb, &
788               yts, ypplay(:,1), ycdragh, ycdragm, yrain_f, ysnow_f, yt(:,1), yq(:,1),&
789               AcoefH, AcoefQ, BcoefH, BcoefQ, &
790               AcoefU, AcoefV, BcoefU, BcoefV, &
791               ypsref, yu1, yv1, yrugoro, pctsrf, &
792               ysnow, yqsol, yagesno, ytsoil, &
793               yz0_new, yalb1_new, yalb2_new, yevap, yfluxsens, yfluxlat, &
794               yqsurf, ytsurf_new, y_dflux_t, y_dflux_q, &
795               y_flux_u1, y_flux_v1, &
796               ylwdown)
797     
798       CASE(is_lic)
799          CALL surf_landice(itap, dtime, knon, ni, &
800               ysolsw, ysollw, yts, ypplay(:,1), &
801               ycdragh, ycdragm, yrain_f, ysnow_f, yt(:,1), yq(:,1),&
802               AcoefH, AcoefQ, BcoefH, BcoefQ, &
803               AcoefU, AcoefV, BcoefU, BcoefV, &
804               ypsref, yu1, yv1, yrugoro, pctsrf, &
805               ysnow, yqsurf, yqsol, yagesno, &
806               ytsoil, yz0_new, yalb1_new, yalb2_new, yevap, yfluxsens, yfluxlat, &
807               ytsurf_new, y_dflux_t, y_dflux_q, &
808               y_flux_u1, y_flux_v1)
809         
810       CASE(is_oce)
811          CALL surf_ocean(rlon, rlat, ysolsw, ysollw, yalb1, &
812               yrugos, ywindsp, rmu0, yfder, yts, &
813               itap, dtime, jour, knon, ni, &
814               ypplay(:,1), ycdragh, ycdragm, yrain_f, ysnow_f, yt(:,1), yq(:,1),&
815               AcoefH, AcoefQ, BcoefH, BcoefQ, &
816               AcoefU, AcoefV, BcoefU, BcoefV, &
817               ypsref, yu1, yv1, yrugoro, pctsrf, &
818               ysnow, yqsurf, yagesno, &
819               yz0_new, yalb1_new, yalb2_new, yevap, yfluxsens, yfluxlat, &
820               ytsurf_new, y_dflux_t, y_dflux_q, slab_wfbils, &
821               y_flux_u1, y_flux_v1)
822         
823       CASE(is_sic)
824          CALL surf_seaice( &
825               rlon, rlat, ysolsw, ysollw, yalb1, yfder, &
826               itap, dtime, jour, knon, ni, &
827               lafin, &
828               yts, ypplay(:,1), ycdragh, ycdragm, yrain_f, ysnow_f, yt(:,1), yq(:,1),&
829               AcoefH, AcoefQ, BcoefH, BcoefQ, &
830               AcoefU, AcoefV, BcoefU, BcoefV, &
831               ypsref, yu1, yv1, yrugoro, pctsrf, &
832               ysnow, yqsurf, yqsol, yagesno, ytsoil, &
833               yz0_new, yalb1_new, yalb2_new, yevap, yfluxsens, yfluxlat, &
834               ytsurf_new, y_dflux_t, y_dflux_q, &
835               y_flux_u1, y_flux_v1)
836         
837
838       CASE DEFAULT
839          WRITE(lunout,*) 'Surface index = ', nsrf
840          abort_message = 'Surface index not valid'
841          CALL abort_gcm(modname,abort_message,1)
842       END SELECT
843
844
845!****************************************************************************************
846! 11) - Calcul the increment of surface temperature
847!
848!****************************************************************************************
849       y_d_ts(1:knon)   = ytsurf_new(1:knon) - yts(1:knon)
850 
851!****************************************************************************************
852!
853! 12) "La remontee" - "The uphill"
854!
855!  The fluxes (y_flux_X) and tendancy (y_d_X) are calculated
856!  for X=H, Q, U and V, for all vertical levels.
857!
858!****************************************************************************************
859! H and Q
860       IF (ok_flux_surf) THEN
861          PRINT *,'pbl_surface: fsens flat RLVTT=',fsens,flat,RLVTT
862          y_flux_t1(:) =  fsens
863          y_flux_q1(:) =  flat/RLVTT
864          yfluxlat(:) =  flat
865       ELSE
866          y_flux_t1(:) =  yfluxsens(:)
867          y_flux_q1(:) = -yevap(:)
868       ENDIF
869
870       CALL climb_hq_up(knon, dtime, yt, yq, &
871            y_flux_q1, y_flux_t1, ypaprs, ypplay, &
872            y_flux_q(:,:), y_flux_t(:,:), y_d_q(:,:), y_d_t(:,:))   
873       
874
875       CALL climb_wind_up(knon, dtime, yu, yv, y_flux_u1, y_flux_v1, &
876            y_flux_u, y_flux_v, y_d_u, y_d_v)
877
878
879       DO j = 1, knon
880          y_dflux_t(j) = y_dflux_t(j) * ypct(j)
881          y_dflux_q(j) = y_dflux_q(j) * ypct(j)
882       ENDDO
883
884!****************************************************************************************
885! 13) Transform variables for output format :
886!     - Decompress
887!     - Multiply with pourcentage of current surface
888!     - Cumulate in global variable
889!
890!****************************************************************************************
891
892       tke(:,:,nsrf) = 0.
893       DO k = 1, klev
894          DO j = 1, knon
895             i = ni(j)
896             y_d_t(j,k)  = y_d_t(j,k) * ypct(j)
897             y_d_q(j,k)  = y_d_q(j,k) * ypct(j)
898             y_d_u(j,k)  = y_d_u(j,k) * ypct(j)
899             y_d_v(j,k)  = y_d_v(j,k) * ypct(j)
900
901             flux_t(i,k,nsrf) = y_flux_t(j,k)
902             flux_q(i,k,nsrf) = y_flux_q(j,k)
903             flux_u(i,k,nsrf) = y_flux_u(j,k)
904             flux_v(i,k,nsrf) = y_flux_v(j,k)
905
906             tke(i,k,nsrf)    = ytke(j,k)
907
908          ENDDO
909       ENDDO
910
911       evap(:,nsrf) = - flux_q(:,1,nsrf)
912       
913       alb1(:, nsrf) = 0.
914       alb2(:, nsrf) = 0.
915       snow(:, nsrf) = 0.
916       qsurf(:, nsrf) = 0.
917       rugos(:, nsrf) = 0.
918       fluxlat(:,nsrf) = 0.
919       DO j = 1, knon
920          i = ni(j)
921          d_ts(i,nsrf) = y_d_ts(j)
922          alb1(i,nsrf) = yalb1_new(j) 
923          alb2(i,nsrf) = yalb2_new(j)
924          snow(i,nsrf) = ysnow(j) 
925          qsurf(i,nsrf) = yqsurf(j)
926          rugos(i,nsrf) = yz0_new(j)
927          fluxlat(i,nsrf) = yfluxlat(j)
928          agesno(i,nsrf) = yagesno(j) 
929          cdragh(i) = cdragh(i) + ycdragh(j)*ypct(j)
930          cdragm(i) = cdragm(i) + ycdragm(j)*ypct(j)
931          dflux_t(i) = dflux_t(i) + y_dflux_t(j)
932          dflux_q(i) = dflux_q(i) + y_dflux_q(j)
933       END DO
934
935       DO k = 2, klev
936          DO j = 1, knon
937             i = ni(j)
938             zcoefh(i,k) = zcoefh(i,k) + ycoefh(j,k)*ypct(j)
939          END DO
940       END DO
941
942       IF ( nsrf .EQ. is_ter ) THEN
943          DO j = 1, knon
944             i = ni(j)
945             qsol(i) = yqsol(j)
946          END DO
947       END IF
948       
949       ftsoil(:,:,nsrf) = 0.
950       DO k = 1, nsoilmx
951          DO j = 1, knon
952             i = ni(j)
953             ftsoil(i, k, nsrf) = ytsoil(j,k)
954          END DO
955       END DO
956       
957       
958       DO k = 1, klev
959          DO j = 1, knon
960             i = ni(j)
961             d_t(i,k) = d_t(i,k) + y_d_t(j,k)
962             d_q(i,k) = d_q(i,k) + y_d_q(j,k)
963             d_u(i,k) = d_u(i,k) + y_d_u(j,k)
964             d_v(i,k) = d_v(i,k) + y_d_v(j,k)
965          END DO
966       END DO
967
968!****************************************************************************************
969! 14) Calculate the temperature et relative humidity at 2m and the wind at 10m
970!     Call HBTM
971!
972!****************************************************************************************
973       t2m(:,nsrf)    = 0.
974       q2m(:,nsrf)    = 0.
975       u10m(:,nsrf)   = 0.
976       v10m(:,nsrf)   = 0.
977
978       pblh(:,nsrf)   = 0.        ! Hauteur de couche limite
979       plcl(:,nsrf)   = 0.        ! Niveau de condensation de la CLA
980       capCL(:,nsrf)  = 0.        ! CAPE de couche limite
981       oliqCL(:,nsrf) = 0.        ! eau_liqu integree de couche limite
982       cteiCL(:,nsrf) = 0.        ! cloud top instab. crit. couche limite
983       pblt(:,nsrf)   = 0.        ! T a la Hauteur de couche limite
984       therm(:,nsrf)  = 0.
985       trmb1(:,nsrf)  = 0.        ! deep_cape
986       trmb2(:,nsrf)  = 0.        ! inhibition
987       trmb3(:,nsrf)  = 0.        ! Point Omega
988
989#undef T2m     
990#define T2m     
991#ifdef T2m
992! Calculations of diagnostic t,q at 2m and u, v at 10m
993
994       DO j=1, knon
995          i = ni(j)
996          uzon(j) = yu(j,1) + y_d_u(j,1)
997          vmer(j) = yv(j,1) + y_d_v(j,1)
998          tair1(j) = yt(j,1) + y_d_t(j,1)
999          qair1(j) = yq(j,1) + y_d_q(j,1)
1000          zgeo1(j) = RD * tair1(j) / (0.5*(ypaprs(j,1)+ypplay(j,1))) &
1001               * (ypaprs(j,1)-ypplay(j,1))
1002          tairsol(j) = yts(j) + y_d_ts(j)
1003          rugo1(j) = yrugos(j)
1004          IF(nsrf.EQ.is_oce) THEN
1005             rugo1(j) = rugos(i,nsrf)
1006          ENDIF
1007          psfce(j)=ypaprs(j,1)
1008          patm(j)=ypplay(j,1)
1009          qairsol(j) = yqsurf(j)
1010       END DO
1011       
1012
1013! Calculate the temperature et relative humidity at 2m and the wind at 10m
1014       CALL stdlevvar(klon, knon, nsrf, zxli, &
1015            uzon, vmer, tair1, qair1, zgeo1, &
1016            tairsol, qairsol, rugo1, psfce, patm, &
1017            yt2m, yq2m, yt10m, yq10m, yu10m, yustar)
1018
1019       DO j=1, knon
1020          i = ni(j)
1021          t2m(i,nsrf)=yt2m(j)
1022          q2m(i,nsrf)=yq2m(j)
1023         
1024          ! u10m, v10m : composantes du vent a 10m sans spirale de Ekman
1025          u10m(i,nsrf)=(yu10m(j) * uzon(j))/SQRT(uzon(j)**2+vmer(j)**2)
1026          v10m(i,nsrf)=(yu10m(j) * vmer(j))/SQRT(uzon(j)**2+vmer(j)**2)
1027       END DO
1028
1029!IM Calcule de l'humidite relative a 2m (rh2m) pour diagnostique
1030!IM Ajoute dependance type surface
1031       IF (thermcep) THEN
1032          DO j = 1, knon
1033             i=ni(j)
1034             zdelta1 = MAX(0.,SIGN(1., rtt-yt2m(j) ))
1035             zx_qs1  = r2es * FOEEW(yt2m(j),zdelta1)/paprs(i,1)
1036             zx_qs1  = MIN(0.5,zx_qs1)
1037             zcor1   = 1./(1.-RETV*zx_qs1)
1038             zx_qs1  = zx_qs1*zcor1
1039             
1040             rh2m(i)   = rh2m(i)   + yq2m(j)/zx_qs1 * pctsrf(i,nsrf)
1041             qsat2m(i) = qsat2m(i) + zx_qs1  * pctsrf(i,nsrf)
1042          END DO
1043       END IF
1044
1045       CALL HBTM(knon, ypaprs, ypplay, &
1046            yt2m,yt10m,yq2m,yq10m,yustar, &
1047            y_flux_t,y_flux_q,yu,yv,yt,yq, &
1048            ypblh,ycapCL,yoliqCL,ycteiCL,ypblT, &
1049            ytherm,ytrmb1,ytrmb2,ytrmb3,ylcl)
1050       
1051       DO j=1, knon
1052          i = ni(j)
1053          pblh(i,nsrf)   = ypblh(j)
1054          plcl(i,nsrf)   = ylcl(j)
1055          capCL(i,nsrf)  = ycapCL(j)
1056          oliqCL(i,nsrf) = yoliqCL(j)
1057          cteiCL(i,nsrf) = ycteiCL(j)
1058          pblT(i,nsrf)   = ypblT(j)
1059          therm(i,nsrf)  = ytherm(j)
1060          trmb1(i,nsrf)  = ytrmb1(j)
1061          trmb2(i,nsrf)  = ytrmb2(j)
1062          trmb3(i,nsrf)  = ytrmb3(j)
1063       END DO
1064       
1065#else
1066! T2m not defined
1067! No calculation
1068       PRINT*,' Warning !!! No T2m calculation. Output is set to zero.'
1069#endif
1070
1071!****************************************************************************************
1072! 15) End of loop over different surfaces
1073!
1074!****************************************************************************************
1075    END DO loop_nbsrf
1076
1077!****************************************************************************************
1078! 16) Calculate the mean value over all sub-surfaces for som variables
1079!
1080!****************************************************************************************
1081   
1082    zxfluxt(:,:) = 0.0 ; zxfluxq(:,:) = 0.0
1083    zxfluxu(:,:) = 0.0 ; zxfluxv(:,:) = 0.0
1084    DO nsrf = 1, nbsrf
1085       DO k = 1, klev
1086          DO i = 1, klon
1087             zxfluxt(i,k) = zxfluxt(i,k) + flux_t(i,k,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
1088             zxfluxq(i,k) = zxfluxq(i,k) + flux_q(i,k,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
1089             zxfluxu(i,k) = zxfluxu(i,k) + flux_u(i,k,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
1090             zxfluxv(i,k) = zxfluxv(i,k) + flux_v(i,k,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
1091          END DO
1092       END DO
1093    END DO
1094
1095    DO i = 1, klon
1096       zxsens(i)     = - zxfluxt(i,1) ! flux de chaleur sensible au sol
1097       zxevap(i)     = - zxfluxq(i,1) ! flux d'evaporation au sol
1098       fder_print(i) = fder(i) + dflux_t(i) + dflux_q(i)
1099    ENDDO
1100   
1101!
1102! Incrementer la temperature du sol
1103!
1104    zxtsol(:) = 0.0  ; zxfluxlat(:) = 0.0
1105    zt2m(:) = 0.0    ; zq2m(:) = 0.0
1106    zu10m(:) = 0.0   ; zv10m(:) = 0.0
1107    s_pblh(:) = 0.0  ; s_plcl(:) = 0.0
1108    s_capCL(:) = 0.0 ; s_oliqCL(:) = 0.0
1109    s_cteiCL(:) = 0.0; s_pblT(:) = 0.0
1110    s_therm(:) = 0.0 ; s_trmb1(:) = 0.0
1111    s_trmb2(:) = 0.0 ; s_trmb3(:) = 0.0
1112   
1113   
1114    DO nsrf = 1, nbsrf
1115       DO i = 1, klon         
1116          ts(i,nsrf) = ts(i,nsrf) + d_ts(i,nsrf)
1117         
1118          wfbils(i,nsrf) = ( solsw(i,nsrf) + sollw(i,nsrf) &
1119               + flux_t(i,1,nsrf) + fluxlat(i,nsrf) ) * pctsrf(i,nsrf)
1120          wfbilo(i,nsrf) = (evap(i,nsrf) - (rain_f(i) + snow_f(i))) * &
1121               pctsrf(i,nsrf)
1122
1123          zxtsol(i)    = zxtsol(i)    + ts(i,nsrf)      * pctsrf(i,nsrf)
1124          zxfluxlat(i) = zxfluxlat(i) + fluxlat(i,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
1125         
1126          zt2m(i)  = zt2m(i)  + t2m(i,nsrf)  * pctsrf(i,nsrf)
1127          zq2m(i)  = zq2m(i)  + q2m(i,nsrf)  * pctsrf(i,nsrf)
1128          zu10m(i) = zu10m(i) + u10m(i,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
1129          zv10m(i) = zv10m(i) + v10m(i,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
1130
1131          s_pblh(i)   = s_pblh(i)   + pblh(i,nsrf)  * pctsrf(i,nsrf)
1132          s_plcl(i)   = s_plcl(i)   + plcl(i,nsrf)  * pctsrf(i,nsrf)
1133          s_capCL(i)  = s_capCL(i)  + capCL(i,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
1134          s_oliqCL(i) = s_oliqCL(i) + oliqCL(i,nsrf)* pctsrf(i,nsrf)
1135          s_cteiCL(i) = s_cteiCL(i) + cteiCL(i,nsrf)* pctsrf(i,nsrf)
1136          s_pblT(i)   = s_pblT(i)   + pblT(i,nsrf)  * pctsrf(i,nsrf)
1137          s_therm(i)  = s_therm(i)  + therm(i,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
1138          s_trmb1(i)  = s_trmb1(i)  + trmb1(i,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
1139          s_trmb2(i)  = s_trmb2(i)  + trmb2(i,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
1140          s_trmb3(i)  = s_trmb3(i)  + trmb3(i,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
1141       END DO
1142    END DO
1143
1144    IF (check) THEN
1145       amn=MIN(ts(1,is_ter),1000.)
1146       amx=MAX(ts(1,is_ter),-1000.)
1147       DO i=2, klon
1148          amn=MIN(ts(i,is_ter),amn)
1149          amx=MAX(ts(i,is_ter),amx)
1150       ENDDO
1151       PRINT*,' debut apres d_ts min max ftsol(ts)',itap,amn,amx
1152    ENDIF
1153
1154!jg ?
1155!!$!
1156!!$! If a sub-surface does not exsist for a grid point, the mean value for all
1157!!$! sub-surfaces is distributed.
1158!!$!
1159!!$    DO nsrf = 1, nbsrf
1160!!$       DO i = 1, klon
1161!!$          IF ((pctsrf_new(i,nsrf) .LT. epsfra) .OR. (t2m(i,nsrf).EQ.0.)) THEN
1162!!$             ts(i,nsrf)     = zxtsol(i)
1163!!$             t2m(i,nsrf)    = zt2m(i)
1164!!$             q2m(i,nsrf)    = zq2m(i)
1165!!$             u10m(i,nsrf)   = zu10m(i)
1166!!$             v10m(i,nsrf)   = zv10m(i)
1167!!$
1168!!$! Les variables qui suivent sont plus utilise, donc peut-etre pas la peine a les mettre ajour
1169!!$             pblh(i,nsrf)   = s_pblh(i)
1170!!$             plcl(i,nsrf)   = s_plcl(i)
1171!!$             capCL(i,nsrf)  = s_capCL(i)
1172!!$             oliqCL(i,nsrf) = s_oliqCL(i)
1173!!$             cteiCL(i,nsrf) = s_cteiCL(i)
1174!!$             pblT(i,nsrf)   = s_pblT(i)
1175!!$             therm(i,nsrf)  = s_therm(i)
1176!!$             trmb1(i,nsrf)  = s_trmb1(i)
1177!!$             trmb2(i,nsrf)  = s_trmb2(i)
1178!!$             trmb3(i,nsrf)  = s_trmb3(i)
1179!!$          ENDIF
1180!!$       ENDDO
1181!!$    ENDDO
1182
1183
1184    DO i = 1, klon
1185       fder(i) = - 4.0*RSIGMA*zxtsol(i)**3
1186    ENDDO
1187   
1188    zxqsurf(:) = 0.0
1189    zxsnow(:)  = 0.0
1190    DO nsrf = 1, nbsrf
1191       DO i = 1, klon
1192          zxqsurf(i) = zxqsurf(i) + qsurf(i,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
1193          zxsnow(i)  = zxsnow(i)  + snow(i,nsrf)  * pctsrf(i,nsrf)
1194       END DO
1195    END DO
1196
1197! Premier niveau de vent sortie dans physiq.F
1198    zu1(:) = u(:,1)
1199    zv1(:) = v(:,1)
1200
1201! Some of the module declared variables are returned for printing in physiq.F
1202    qsol_d(:)     = qsol(:)
1203    evap_d(:,:)   = evap(:,:)
1204    rugos_d(:,:)  = rugos(:,:)
1205    agesno_d(:,:) = agesno(:,:)
1206
1207
1208  END SUBROUTINE pbl_surface
1209!
1210!****************************************************************************************
1211!
1212  SUBROUTINE pbl_surface_final(qsol_rst, fder_rst, snow_rst, qsurf_rst, &
1213       evap_rst, rugos_rst, agesno_rst, ftsoil_rst)
1214
1215    INCLUDE "indicesol.h"
1216    INCLUDE "dimsoil.h"
1217
1218! Ouput variables
1219!****************************************************************************************
1220    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)                 :: qsol_rst
1221    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)                 :: fder_rst
1222    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)          :: snow_rst
1223    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)          :: qsurf_rst
1224    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)          :: evap_rst
1225    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)          :: rugos_rst
1226    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)          :: agesno_rst
1227    REAL, DIMENSION(klon, nsoilmx, nbsrf), INTENT(OUT) :: ftsoil_rst
1228
1229 
1230!****************************************************************************************
1231! Return module variables for writing to restart file
1232!
1233!****************************************************************************************   
1234    qsol_rst(:)       = qsol(:)
1235    fder_rst(:)       = fder(:)
1236    snow_rst(:,:)     = snow(:,:)
1237    qsurf_rst(:,:)    = qsurf(:,:)
1238    evap_rst(:,:)     = evap(:,:)
1239    rugos_rst(:,:)    = rugos(:,:)
1240    agesno_rst(:,:)   = agesno(:,:)
1241    ftsoil_rst(:,:,:) = ftsoil(:,:,:)
1242
1243!****************************************************************************************
1244! Deallocate module variables
1245!
1246!****************************************************************************************
1247    DEALLOCATE(qsol, fder, snow, qsurf, evap, rugos, agesno, ftsoil)
1248
1249  END SUBROUTINE pbl_surface_final
1250
1251!****************************************************************************************
1252!
1253  SUBROUTINE pbl_surface_newfrac(itime, pctsrf_new, pctsrf_old, tsurf, alb1, alb2, u10m, v10m, tke)
1254
1255    ! Give default values where new fraction has appread
1256
1257    INCLUDE "indicesol.h"
1258    INCLUDE "dimsoil.h"
1259    INCLUDE "clesphys.h"
1260
1261! Input variables
1262!****************************************************************************************
1263    INTEGER, INTENT(IN)                     :: itime
1264    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf), INTENT(IN) :: pctsrf_new, pctsrf_old
1265
1266! InOutput variables
1267!****************************************************************************************
1268    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf), INTENT(INOUT)        :: tsurf
1269    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf), INTENT(INOUT)        :: alb1, alb2
1270    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf), INTENT(INOUT)        :: u10m, v10m
1271    REAL, DIMENSION(klon,klev+1,nbsrf), INTENT(INOUT) :: tke
1272
1273! Local variables
1274!****************************************************************************************
1275    INTEGER           :: nsrf, nsrf_comp1, nsrf_comp2, nsrf_comp3, i
1276    CHARACTER(len=80) :: abort_message
1277    CHARACTER(len=20) :: modname = 'pbl_surface_newfrac'
1278    INTEGER, DIMENSION(nbsrf) :: nfois=0, mfois=0, pfois=0
1279!
1280! All at once !!
1281!****************************************************************************************
1282   
1283    DO nsrf = 1, nbsrf
1284       ! First decide complement sub-surfaces
1285       SELECT CASE (nsrf)
1286       CASE(is_oce)
1287          nsrf_comp1=is_sic
1288          nsrf_comp2=is_ter
1289          nsrf_comp3=is_lic
1290       CASE(is_sic)
1291          nsrf_comp1=is_oce
1292          nsrf_comp2=is_ter
1293          nsrf_comp3=is_lic
1294       CASE(is_ter)
1295          nsrf_comp1=is_lic
1296          nsrf_comp2=is_oce
1297          nsrf_comp3=is_sic
1298       CASE(is_lic)
1299          nsrf_comp1=is_ter
1300          nsrf_comp2=is_oce
1301          nsrf_comp3=is_sic
1302       END SELECT
1303
1304       ! Initialize all new fractions
1305       DO i=1, klon
1306          IF (pctsrf_new(i,nsrf) > 0. .AND. pctsrf_old(i,nsrf) == 0.) THEN
1307             
1308             IF (pctsrf_old(i,nsrf_comp1) > 0.) THEN
1309                ! Use the complement sub-surface, keeping the continents unchanged
1310                qsurf(i,nsrf) = qsurf(i,nsrf_comp1)
1311                evap(i,nsrf)  = evap(i,nsrf_comp1)
1312                rugos(i,nsrf) = rugos(i,nsrf_comp1)
1313                tsurf(i,nsrf) = tsurf(i,nsrf_comp1)
1314                alb1(i,nsrf)  = alb1(i,nsrf_comp1)
1315                alb2(i,nsrf)  = alb2(i,nsrf_comp1)
1316                u10m(i,nsrf)  = u10m(i,nsrf_comp1)
1317                v10m(i,nsrf)  = v10m(i,nsrf_comp1)
1318                tke(i,:,nsrf) = tke(i,:,nsrf_comp1)
1319                mfois(nsrf) = mfois(nsrf) + 1
1320             ELSE
1321                ! The continents have changed. The new fraction receives the mean sum of the existent fractions
1322                qsurf(i,nsrf) = qsurf(i,nsrf_comp2)*pctsrf_old(i,nsrf_comp2) + qsurf(i,nsrf_comp3)*pctsrf_old(i,nsrf_comp3)
1323                evap(i,nsrf)  = evap(i,nsrf_comp2) *pctsrf_old(i,nsrf_comp2) + evap(i,nsrf_comp3) *pctsrf_old(i,nsrf_comp3)
1324                rugos(i,nsrf) = rugos(i,nsrf_comp2)*pctsrf_old(i,nsrf_comp2) + rugos(i,nsrf_comp3)*pctsrf_old(i,nsrf_comp3)
1325                tsurf(i,nsrf) = tsurf(i,nsrf_comp2)*pctsrf_old(i,nsrf_comp2) + tsurf(i,nsrf_comp3)*pctsrf_old(i,nsrf_comp3)
1326                alb1(i,nsrf)  = alb1(i,nsrf_comp2) *pctsrf_old(i,nsrf_comp2) + alb1(i,nsrf_comp3) *pctsrf_old(i,nsrf_comp3)
1327                alb2(i,nsrf)  = alb2(i,nsrf_comp2) *pctsrf_old(i,nsrf_comp2) + alb2(i,nsrf_comp3) *pctsrf_old(i,nsrf_comp3)
1328                u10m(i,nsrf)  = u10m(i,nsrf_comp2) *pctsrf_old(i,nsrf_comp2) + u10m(i,nsrf_comp3) *pctsrf_old(i,nsrf_comp3)
1329                v10m(i,nsrf)  = v10m(i,nsrf_comp2) *pctsrf_old(i,nsrf_comp2) + v10m(i,nsrf_comp3) *pctsrf_old(i,nsrf_comp3)
1330                tke(i,:,nsrf) = tke(i,:,nsrf_comp2)*pctsrf_old(i,nsrf_comp2) + tke(i,:,nsrf_comp3)*pctsrf_old(i,nsrf_comp3)
1331           
1332                ! Security abort. This option has never been tested. To test, comment the following line.
1333!                abort_message='The fraction of the continents have changed!'
1334!                CALL abort_gcm(modname,abort_message,1)
1335                nfois(nsrf) = nfois(nsrf) + 1
1336             END IF
1337             snow(i,nsrf)     = 0.
1338             agesno(i,nsrf)   = 0.
1339             ftsoil(i,:,nsrf) = tsurf(i,nsrf)
1340          ELSE
1341             pfois(nsrf) = pfois(nsrf)+ 1
1342          END IF
1343       END DO
1344       
1345    END DO
1346
1347  END SUBROUTINE pbl_surface_newfrac
1348
1349
1350!****************************************************************************************
1351
1352
1353END MODULE pbl_surface_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.