source: LMDZ4/trunk/libf/phylmd/pbl_surface_mod.F90 @ 952

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Modifs pour que l'aquaplanete marche FH
LF

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:executable set to *
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
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Line 
1!
2! $Header$
3!
4MODULE pbl_surface_mod
5!
6! Planetary Boundary Layer and Surface module
7!
8! This module manage the calculation of turbulent diffusion in the boundary layer
9! and all interactions towards the differents sub-surfaces.
10!
11!
12  USE dimphy
13  USE mod_phys_lmdz_para,  ONLY : mpi_size
14  USE ioipsl
15  USE surface_data,        ONLY : ocean, ok_veget
16  USE surf_land_mod,       ONLY : surf_land
17  USE surf_landice_mod,    ONLY : surf_landice
18  USE surf_ocean_mod,      ONLY : surf_ocean
19  USE surf_seaice_mod,     ONLY : surf_seaice
20  USE cpl_mod,             ONLY : gath2cpl
21  USE climb_hq_mod,        ONLY : climb_hq_down, climb_hq_up
22  USE climb_wind_mod,      ONLY : climb_wind_down, climb_wind_up
23  USE coef_diff_turb_mod,  ONLY : coef_diff_turb
24
25  IMPLICIT NONE
26
27! Declaration of variables saved in restart file
28  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:), PRIVATE, SAVE     :: qsol   ! water height in the soil (mm)
29  !$OMP THREADPRIVATE(qsol)
30  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:), PRIVATE, SAVE     :: fder   ! flux drift
31  !$OMP THREADPRIVATE(fder)
32  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:), PRIVATE, SAVE   :: snow   ! snow at surface
33  !$OMP THREADPRIVATE(snow)
34  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:), PRIVATE, SAVE   :: qsurf  ! humidity at surface
35  !$OMP THREADPRIVATE(qsurf)
36  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:), PRIVATE, SAVE   :: evap   ! evaporation at surface
37  !$OMP THREADPRIVATE(evap)
38  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:), PRIVATE, SAVE   :: rugos  ! rugosity at surface (m)
39  !$OMP THREADPRIVATE(rugos)
40  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:), PRIVATE, SAVE   :: agesno ! age of snow at surface
41  !$OMP THREADPRIVATE(agesno)
42  REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), PRIVATE, SAVE :: ftsoil ! soil temperature
43  !$OMP THREADPRIVATE(ftsoil)
44
45CONTAINS
46!
47!****************************************************************************************
48!
49  SUBROUTINE pbl_surface_init(qsol_rst, fder_rst, snow_rst, qsurf_rst,&
50       evap_rst, rugos_rst, agesno_rst, ftsoil_rst)
51
52! This routine should be called after the restart file has been read.
53! This routine initialize the restart variables and does some validation tests
54! for the index of the different surfaces and tests the choice of type of ocean.
55
56    INCLUDE "indicesol.h"
57    INCLUDE "dimsoil.h"
58    INCLUDE "iniprint.h"
59 
60! Input variables
61!****************************************************************************************
62    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)                 :: qsol_rst
63    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)                 :: fder_rst
64    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(IN)          :: snow_rst
65    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(IN)          :: qsurf_rst
66    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(IN)          :: evap_rst
67    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(IN)          :: rugos_rst
68    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(IN)          :: agesno_rst
69    REAL, DIMENSION(klon, nsoilmx, nbsrf), INTENT(IN) :: ftsoil_rst
70
71 
72! Local variables
73!****************************************************************************************
74    INTEGER                       :: ierr
75    CHARACTER(len=80)             :: abort_message
76    CHARACTER(len = 20)           :: modname = 'pbl_surface_init'
77   
78
79!****************************************************************************************
80! Allocate and initialize module variables with fields read from restart file.
81!
82!****************************************************************************************   
83    ALLOCATE(qsol(klon), stat=ierr)
84    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
85
86    ALLOCATE(fder(klon), stat=ierr)
87    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
88
89    ALLOCATE(snow(klon,nbsrf), stat=ierr)
90    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
91
92    ALLOCATE(qsurf(klon,nbsrf), stat=ierr)
93    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
94
95    ALLOCATE(evap(klon,nbsrf), stat=ierr)
96    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
97
98    ALLOCATE(rugos(klon,nbsrf), stat=ierr)
99    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
100
101    ALLOCATE(agesno(klon,nbsrf), stat=ierr)
102    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
103
104    ALLOCATE(ftsoil(klon,nsoilmx,nbsrf), stat=ierr)
105    IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('pbl_surface_init', 'pb in allocation',1)
106
107
108    qsol(:)       = qsol_rst(:)
109    fder(:)       = fder_rst(:)
110    snow(:,:)     = snow_rst(:,:)
111    qsurf(:,:)    = qsurf_rst(:,:)
112    evap(:,:)     = evap_rst(:,:)
113    rugos(:,:)    = rugos_rst(:,:)
114    agesno(:,:)   = agesno_rst(:,:)
115    ftsoil(:,:,:) = ftsoil_rst(:,:,:)
116
117
118!****************************************************************************************
119! Test for sub-surface indices
120!
121!****************************************************************************************
122    IF (is_ter /= 1) THEN
123      WRITE(lunout,*)" *** Warning ***"
124      WRITE(lunout,*)" is_ter n'est pas le premier surface, is_ter = ",is_ter
125      WRITE(lunout,*)"or on doit commencer par les surfaces continentales"
126      abort_message="voir ci-dessus"
127      CALL abort_gcm(modname,abort_message,1)
128    ENDIF
129
130    IF ( is_oce > is_sic ) THEN
131      WRITE(lunout,*)' *** Warning ***'
132      WRITE(lunout,*)' Pour des raisons de sequencement dans le code'
133      WRITE(lunout,*)' l''ocean doit etre traite avant la banquise'
134      WRITE(lunout,*)' or is_oce = ',is_oce, '> is_sic = ',is_sic
135      abort_message='voir ci-dessus'
136      CALL abort_gcm(modname,abort_message,1)
137    ENDIF
138
139    IF ( is_lic > is_sic ) THEN
140      WRITE(lunout,*)' *** Warning ***'
141      WRITE(lunout,*)' Pour des raisons de sequencement dans le code'
142      WRITE(lunout,*)' la glace contineltalle doit etre traite avant la glace de mer'
143      WRITE(lunout,*)' or is_lic = ',is_lic, '> is_sic = ',is_sic
144      abort_message='voir ci-dessus'
145      CALL abort_gcm(modname,abort_message,1)
146    ENDIF
147
148!****************************************************************************************
149! Validation of ocean mode
150!
151!****************************************************************************************
152
153    IF (ocean /= 'slab  ' .AND. ocean /= 'force ' .AND. ocean /= 'couple') THEN
154      WRITE(lunout,*)' *** Warning ***'
155      WRITE(lunout,*)'Option couplage pour l''ocean = ', ocean
156      abort_message='option pour l''ocean non valable'
157      CALL abort_gcm(modname,abort_message,1)
158    ENDIF
159
160!****************************************************************************************
161! Test of coherence between variable ok_veget and cpp key CPP_VEGET
162!
163!****************************************************************************************
164    IF (ok_veget) THEN
165#ifndef CPP_VEGET
166       abort_message='Pb de coherence: ok_veget = .true. mais CPP_VEGET = .false.'
167       CALL abort_gcm(modname,abort_message,1)
168#endif
169    ENDIF
170
171
172  END SUBROUTINE pbl_surface_init
173
174!****************************************************************************************
175
176
177  SUBROUTINE pbl_surface( &
178       dtime,     date0,     itap,     jour,          &
179       debut,     lafin,                              &
180       rlon,      rlat,      rugoro,   rmu0,          &
181       rain_f,    snow_f,    solsw_m,  sollw_m,       &
182       t,         q,         u,        v,             &
183       pplay,     paprs,     pctsrf,                  &
184       ts,        alb1,      alb2,     u10m,   v10m,  &
185       lwdown_m,  cdragh,    cdragm,   zu1,    zv1,   &
186       alb1_m,    alb2_m,    zxsens,   zxevap,        &
187       zxtsol,    zxfluxlat, zt2m,     qsat2m,        &
188       d_t,       d_q,       d_u,      d_v,           &
189       zcoefh,    pctsrf_new,                         &
190       qsol_d,    zq2m,      s_pblh,   s_plcl,        &
191       s_capCL,   s_oliqCL,  s_cteiCL, s_pblT,        &
192       s_therm,   s_trmb1,   s_trmb2,  s_trmb3,       &
193       zxrugs,    zu10m,     zv10m,    fder_print,    &
194       zxqsurf,   rh2m,      zxfluxu,  zxfluxv,       &
195       rugos_d,   agesno_d,  sollw,    solsw,         &
196       d_ts,      evap_d,    fluxlat,  t2m,           &
197       wfbils,    wfbilo,    flux_t,   flux_u, flux_v,&
198       dflux_t,   dflux_q,   zxsnow,                  &
199       zxfluxt,   zxfluxq,   q2m,      flux_q, tke    )
200!****************************************************************************************
201! Auteur(s) Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930818
202! Objet: interface de "couche limite" (diffusion verticale)
203!
204!AA REM:
205!AA-----
206!AA Tout ce qui a trait au traceurs est dans phytrac maintenant
207!AA pour l'instant le calcul de la couche limite pour les traceurs
208!AA se fait avec cltrac et ne tient pas compte de la differentiation
209!AA des sous-fraction de sol.
210!AA REM bis :
211!AA----------
212!AA Pour pouvoir extraire les coefficient d'echanges et le vent
213!AA dans la premiere couche, 3 champs supplementaires ont ete crees
214!AA zcoefh, zu1 et zv1. Pour l'instant nous avons moyenne les valeurs
215!AA de ces trois champs sur les 4 subsurfaces du modele. Dans l'avenir
216!AA si les informations des subsurfaces doivent etre prises en compte
217!AA il faudra sortir ces memes champs en leur ajoutant une dimension,
218!AA c'est a dire nbsrf (nbre de subsurface).
219!
220! Arguments:
221!
222! dtime----input-R- interval du temps (secondes)
223! itap-----input-I- numero du pas de temps
224! date0----input-R- jour initial
225! t--------input-R- temperature (K)
226! q--------input-R- vapeur d'eau (kg/kg)
227! u--------input-R- vitesse u
228! v--------input-R- vitesse v
229! ts-------input-R- temperature du sol (en Kelvin)
230! paprs----input-R- pression a intercouche (Pa)
231! pplay----input-R- pression au milieu de couche (Pa)
232! rlat-----input-R- latitude en degree
233! rugos----input-R- longeur de rugosite (en m)
234!
235! d_t------output-R- le changement pour "t"
236! d_q------output-R- le changement pour "q"
237! d_u------output-R- le changement pour "u"
238! d_v------output-R- le changement pour "v"
239! d_ts-----output-R- le changement pour "ts"
240! flux_t---output-R- flux de chaleur sensible (CpT) J/m**2/s (W/m**2)
241!                    (orientation positive vers le bas)
242! tke---input/output-R- tke (kg/m**2/s)
243! flux_q---output-R- flux de vapeur d'eau (kg/m**2/s)
244! flux_u---output-R- tension du vent X: (kg m/s)/(m**2 s) ou Pascal
245! flux_v---output-R- tension du vent Y: (kg m/s)/(m**2 s) ou Pascal
246! dflux_t--output-R- derive du flux sensible
247! dflux_q--output-R- derive du flux latent
248! zu1------output-R- le vent dans la premiere couche
249! zv1------output-R- le vent dans la premiere couche
250! trmb1----output-R- deep_cape
251! trmb2----output-R- inhibition
252! trmb3----output-R- Point Omega
253! cteiCL---output-R- Critere d'instab d'entrainmt des nuages de CL
254! plcl-----output-R- Niveau de condensation
255! pblh-----output-R- HCL
256! pblT-----output-R- T au nveau HCL
257!
258    INCLUDE "indicesol.h"
259    INCLUDE "dimsoil.h"
260    INCLUDE "YOMCST.h"
261    INCLUDE "iniprint.h"
262    INCLUDE "FCTTRE.h"
263    INCLUDE "clesphys.h"
264    INCLUDE "compbl.h"
265    INCLUDE "dimensions.h"
266    INCLUDE "YOETHF.h"
267    INCLUDE "temps.h"
268    INCLUDE "control.h"
269
270! Input variables
271!****************************************************************************************
272    REAL,                         INTENT(IN)        :: dtime   ! time interval (s)
273    REAL,                         INTENT(IN)        :: date0   ! initial day
274    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: itap    ! time step
275    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: jour    ! current day of the year
276    LOGICAL,                      INTENT(IN)        :: debut   ! true if first run step
277    LOGICAL,                      INTENT(IN)        :: lafin   ! true if last run step
278    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: rlon    ! longitudes in degrees
279    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: rlat    ! latitudes in degrees
280    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: rugoro  ! rugosity length
281    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: rmu0    ! cosine of solar zenith angle
282    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: rain_f  ! rain fall
283    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: snow_f  ! snow fall
284    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: solsw_m ! net shortwave radiation at mean surface
285    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: sollw_m ! net longwave radiation at mean surface
286    REAL, DIMENSION(klon,klev),   INTENT(IN)        :: t       ! temperature (K)
287    REAL, DIMENSION(klon,klev),   INTENT(IN)        :: q       ! water vapour (kg/kg)
288    REAL, DIMENSION(klon,klev),   INTENT(IN)        :: u       ! u speed
289    REAL, DIMENSION(klon,klev),   INTENT(IN)        :: v       ! v speed
290    REAL, DIMENSION(klon,klev),   INTENT(IN)        :: pplay   ! mid-layer pression (Pa)
291    REAL, DIMENSION(klon,klev+1), INTENT(IN)        :: paprs   ! pression between layers (Pa)
292    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(IN)        :: pctsrf  ! sub-surface fraction
293
294! Input/Output variables
295!****************************************************************************************
296    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(INOUT)     :: ts      ! temperature at surface (K)
297    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(INOUT)     :: alb1    ! albedo in visible SW interval
298    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(INOUT)     :: alb2    ! albedo in near infra-red SW interval
299    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(INOUT)     :: u10m    ! u speed at 10m
300    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(INOUT)     :: v10m    ! v speed at 10m
301
302! Output variables
303!****************************************************************************************
304    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: lwdown_m   ! Downcoming longwave radiation
305    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: cdragh     ! drag coefficient for T and Q
306    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: cdragm     ! drag coefficient for wind
307    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zu1        ! u wind speed in first layer
308    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zv1        ! v wind speed in first layer
309    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: alb1_m     ! mean albedo in visible SW interval
310    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: alb2_m     ! mean albedo in near IR SW interval
311    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zxsens     ! sensible heat flux at surface with inversed sign
312                                                                  ! (=> positive sign upwards)
313    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zxevap     ! water vapour flux at surface, positiv upwards
314    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zxtsol     ! temperature at surface, mean for each grid point
315    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zxfluxlat  ! latent flux, mean for each grid point
316    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zt2m       ! temperature at 2m, mean for each grid point
317    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: qsat2m
318    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: d_t        ! change in temperature
319    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: d_q        ! change in water vapour
320    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: d_u        ! change in u speed
321    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: d_v        ! change in v speed
322    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: zcoefh     ! coef for turbulent diffusion of T and Q, mean for each grid point
323    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: pctsrf_new ! new sub-surface fraction
324
325! Output only for diagnostics
326    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: qsol_d     ! water height in the soil (mm)
327    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zq2m       ! water vapour at 2m, mean for each grid point
328    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_pblh     ! height of the planetary boundary layer(HPBL)
329    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_plcl     ! condensation level
330    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_capCL    ! CAPE of PBL
331    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_oliqCL   ! liquid water intergral of PBL
332    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_cteiCL   ! cloud top instab. crit. of PBL
333    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_pblT     ! temperature at PBLH
334    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_therm    ! thermal virtual temperature excess
335    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_trmb1    ! deep cape, mean for each grid point
336    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_trmb2    ! inhibition, mean for each grid point
337    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: s_trmb3    ! point Omega, mean for each grid point
338    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zxrugs     ! rugosity at surface (m), mean for each grid point
339    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zu10m      ! u speed at 10m, mean for each grid point
340    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zv10m      ! v speed at 10m, mean for each grid point
341    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: fder_print ! fder for printing (=fder(i) + dflux_t(i) + dflux_q(i))
342    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: zxqsurf    ! humidity at surface, mean for each grid point
343    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: rh2m       ! relative humidity at 2m
344    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: zxfluxu    ! u wind tension, mean for each grid point
345    REAL, DIMENSION(klon, klev),  INTENT(OUT)       :: zxfluxv    ! v wind tension, mean for each grid point
346    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: rugos_d    ! rugosity length (m)
347    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: agesno_d   ! age of snow at surface
348    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: solsw      ! net shortwave radiation at surface
349    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: sollw      ! net longwave radiation at surface
350    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: d_ts       ! change in temperature at surface
351    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: evap_d     ! evaporation at surface
352    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: fluxlat    ! latent flux
353    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: t2m        ! temperature at 2 meter height
354    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: wfbils     ! heat balance at surface
355    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)       :: wfbilo     ! water balance at surface
356    REAL, DIMENSION(klon, klev, nbsrf), INTENT(OUT) :: flux_t     ! sensible heat flux (CpT) J/m**2/s (W/m**2)
357                                                                  ! positve orientation downwards
358    REAL, DIMENSION(klon, klev, nbsrf), INTENT(OUT) :: flux_u     ! u wind tension (kg m/s)/(m**2 s) or Pascal
359    REAL, DIMENSION(klon, klev, nbsrf), INTENT(OUT) :: flux_v     ! v wind tension (kg m/s)/(m**2 s) or Pascal
360
361! Output not needed
362    REAL, DIMENSION(klon),       INTENT(OUT)        :: dflux_t    ! change of sensible heat flux
363    REAL, DIMENSION(klon),       INTENT(OUT)        :: dflux_q    ! change of water vapour flux
364    REAL, DIMENSION(klon),       INTENT(OUT)        :: zxsnow     ! snow at surface, mean for each grid point
365    REAL, DIMENSION(klon, klev), INTENT(OUT)        :: zxfluxt    ! sensible heat flux, mean for each grid point
366    REAL, DIMENSION(klon, klev), INTENT(OUT)        :: zxfluxq    ! water vapour flux, mean for each grid point
367    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf),INTENT(OUT)        :: q2m        ! water vapour at 2 meter height
368    REAL, DIMENSION(klon, klev, nbsrf), INTENT(OUT) :: flux_q     ! water vapour flux(latent flux) (kg/m**2/s)
369
370! Input/output
371    REAL, DIMENSION(klon, klev+1, nbsrf), INTENT(INOUT) :: tke
372
373
374! Local variables with attribute SAVE
375!****************************************************************************************
376    INTEGER, SAVE                            :: nhoridbg, nidbg   ! variables for IOIPSL
377!$OMP THREADPRIVATE(nhoridbg, nidbg)
378    LOGICAL, SAVE                            :: debugindex=.FALSE.
379!$OMP THREADPRIVATE(debugindex)
380    LOGICAL, SAVE                            :: first_call=.TRUE.
381!$OMP THREADPRIVATE(first_call)
382    CHARACTER(len=8), DIMENSION(nbsrf), SAVE :: cl_surf
383!$OMP THREADPRIVATE(cl_surf)
384
385! Other local variables
386!****************************************************************************************
387    INTEGER                            :: i, k, nsrf
388    INTEGER                            :: knon, j
389    INTEGER                            :: idayref
390    INTEGER , DIMENSION(klon)          :: ni
391    REAL                               :: zx_alf1, zx_alf2 !valeur ambiante par extrapola
392    REAL                               :: amn, amx
393    REAL                               :: f1 ! fraction de longeurs visibles parmi tout SW intervalle
394    REAL, DIMENSION(klon)              :: r_co2_ppm     ! taux CO2 atmosphere
395    REAL, DIMENSION(klon)              :: yts, yrugos, ypct, yz0_new
396    REAL, DIMENSION(klon)              :: yalb, yalb1, yalb2
397    REAL, DIMENSION(klon)              :: yu1, yv1
398    REAL, DIMENSION(klon)              :: ysnow, yqsurf, yagesno, yqsol
399    REAL, DIMENSION(klon)              :: yrain_f, ysnow_f
400    REAL, DIMENSION(klon)              :: ysolsw, ysollw
401    REAL, DIMENSION(klon)              :: yfder
402    REAL, DIMENSION(klon)              :: yrugoro
403    REAL, DIMENSION(klon)              :: yfluxlat
404    REAL, DIMENSION(klon)              :: y_d_ts
405    REAL, DIMENSION(klon)              :: y_flux_t1, y_flux_q1
406    REAL, DIMENSION(klon)              :: y_dflux_t, y_dflux_q
407    REAL, DIMENSION(klon)              :: u1lay, v1lay
408    REAL, DIMENSION(klon)              :: yt2m, yq2m, yu10m
409    REAL, DIMENSION(klon)              :: yustar
410    REAL, DIMENSION(klon)              :: yu10mx
411    REAL, DIMENSION(klon)              :: yu10my
412    REAL, DIMENSION(klon)              :: ywindsp
413    REAL, DIMENSION(klon)              :: yt10m, yq10m
414    REAL, DIMENSION(klon)              :: ypblh
415    REAL, DIMENSION(klon)              :: ylcl
416    REAL, DIMENSION(klon)              :: ycapCL
417    REAL, DIMENSION(klon)              :: yoliqCL
418    REAL, DIMENSION(klon)              :: ycteiCL
419    REAL, DIMENSION(klon)              :: ypblT
420    REAL, DIMENSION(klon)              :: ytherm
421    REAL, DIMENSION(klon)              :: ytrmb1
422    REAL, DIMENSION(klon)              :: ytrmb2
423    REAL, DIMENSION(klon)              :: ytrmb3
424    REAL, DIMENSION(klon)              :: uzon, vmer
425    REAL, DIMENSION(klon)              :: tair1, qair1, tairsol
426    REAL, DIMENSION(klon)              :: psfce, patm
427    REAL, DIMENSION(klon)              :: qairsol, zgeo1
428    REAL, DIMENSION(klon)              :: rugo1
429    REAL, DIMENSION(klon)              :: yfluxsens
430    REAL, DIMENSION(klon)              :: petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef
431    REAL, DIMENSION(klon)              :: ypsref
432    REAL, DIMENSION(klon)              :: yevap, ytsurf_new, yalb1_new, yalb2_new
433    REAL, DIMENSION(klon)              :: pctsrf_nsrf
434    REAL, DIMENSION(klon)              :: ztsol
435    REAL, DIMENSION(klon)              :: alb_m  ! mean albedo for whole SW interval
436    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: y_d_t, y_d_q
437    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: y_d_u, y_d_v
438    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: y_flux_t, y_flux_q
439    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: y_flux_u, y_flux_v
440    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: ycoefh, ycoefm
441    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: yu, yv
442    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: yt, yq
443    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: ypplay, ydelp
444    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: delp
445    REAL, DIMENSION(klon,klev+1)       :: ypaprs
446    REAL, DIMENSION(klon,klev+1)       :: ytke
447    REAL, DIMENSION(klon,nsoilmx)      :: ytsoil
448    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: pctsrf_pot
449    CHARACTER(len=80)                  :: abort_message
450    CHARACTER(len=20)                  :: modname = 'pbl_surface'
451    LOGICAL, PARAMETER                 :: zxli=.FALSE. ! utiliser un jeu de fonctions simples
452    LOGICAL, PARAMETER                 :: check=.FALSE.
453
454! For debugging with IOIPSL
455    INTEGER, DIMENSION(iim*(jjm+1))    :: ndexbg
456    REAL                               :: zjulian
457    REAL, DIMENSION(klon)              :: tabindx
458    REAL, DIMENSION(iim,jjm+1)         :: zx_lon, zx_lat
459    REAL, DIMENSION(iim,jjm+1)         :: debugtab
460
461
462    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: pblh         ! height of the planetary boundary layer
463    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: plcl         ! condensation level
464    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: capCL
465    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: oliqCL
466    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: cteiCL
467    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: pblT
468    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: therm
469    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: trmb1        ! deep cape
470    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: trmb2        ! inhibition
471    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: trmb3        ! point Omega
472    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: zx_rh2m, zx_qsat2m
473    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: zx_qs1, zx_t1
474    REAL, DIMENSION(klon,nbsrf)        :: zdelta1, zcor1
475    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf)       :: alb          ! mean albedo for whole SW interval
476    REAL, DIMENSION(klon)              :: ylwdown      ! jg : temporary (ysollwdown)
477
478
479!jg+ temporary test
480    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: y_flux_u_old, y_flux_v_old
481    REAL, DIMENSION(klon,klev)         :: y_d_u_old, y_d_v_old
482!jg-
483   
484!****************************************************************************************
485! Declarations specifiques pour le 1D. A reprendre
486  REAL  :: fsens,flat
487  LOGICAL ok_flux_surf
488  data ok_flux_surf/.false./
489    common /flux_arp/fsens,flat,ok_flux_surf
490
491!****************************************************************************************
492! End of declarations
493!****************************************************************************************
494
495
496!****************************************************************************************
497! 1) Initialisation and validation tests
498!    Only done first time entering this subroutine
499!
500!****************************************************************************************
501
502
503    IF (first_call) THEN
504       first_call=.FALSE.
505     
506       ! Initilize debug IO
507       IF (debugindex .AND. mpi_size==1) THEN
508          ! initialize IOIPSL output
509          idayref = day_ini
510          CALL ymds2ju(annee_ref, 1, idayref, 0.0, zjulian)
511          CALL gr_fi_ecrit(1,klon,iim,jjm+1,rlon,zx_lon)
512          DO i = 1, iim
513             zx_lon(i,1) = rlon(i+1)
514             zx_lon(i,jjm+1) = rlon(i+1)
515          ENDDO
516          CALL gr_fi_ecrit(1,klon,iim,jjm+1,rlat,zx_lat)
517          CALL histbeg("sous_index", iim,zx_lon(:,1),jjm+1,zx_lat(1,:), &
518               1,iim,1,jjm+1, &
519               itau_phy,zjulian,dtime,nhoridbg,nidbg)
520          ! no vertical axis
521          cl_surf(1)='ter'
522          cl_surf(2)='lic'
523          cl_surf(3)='oce'
524          cl_surf(4)='sic'
525          DO nsrf=1,nbsrf
526             CALL histdef(nidbg, cl_surf(nsrf),cl_surf(nsrf), "-",iim, &
527                  jjm+1,nhoridbg, 1, 1, 1, -99, 32, "inst", dtime,dtime)
528          END DO
529
530          CALL histend(nidbg)
531          CALL histsync(nidbg)
532
533       END IF
534       
535    ENDIF
536         
537!****************************************************************************************
538! Force soil water content to qsol0 if qsol0>0 and VEGET=F (use bucket
539! instead of ORCHIDEE)
540    if (qsol0>0.) then
541      print*,'WARNING : On impose qsol=',qsol0
542      qsol(:)=qsol0
543    endif
544!****************************************************************************************
545
546!****************************************************************************************
547! 2) Initialization to zero
548!    Done for all local variables that will be compressed later
549!    and argument with INTENT(OUT)
550!****************************************************************************************
551    cdragh = 0.0  ; cdragm = 0.0     ; dflux_t = 0.0   ; dflux_q = 0.0
552    ypct = 0.0    ; yts = 0.0        ; ysnow = 0.0     ; zu1 = 0.0       
553    zv1 = 0.0     ; yqsurf = 0.0     ; yalb1 = 0.0     ; yalb2 = 0.0   
554    yrain_f = 0.0 ; ysnow_f = 0.0    ; yfder = 0.0     ; ysolsw = 0.0   
555    ysollw = 0.0  ; yrugos = 0.0     ; yu1 = 0.0   
556    yv1 = 0.0     ; ypaprs = 0.0     ; ypplay = 0.0
557    ydelp = 0.0   ; yu = 0.0         ; yv = 0.0        ; yt = 0.0         
558    yq = 0.0      ; pctsrf_new = 0.0 ; y_dflux_t = 0.0 ; y_dflux_q = 0.0
559    yrugoro = 0.0 ; yu10mx = 0.0     ; yu10my = 0.0    ; ywindsp = 0.0   
560    d_ts = 0.0    ; yfluxlat=0.0     ; flux_t = 0.0    ; flux_q = 0.0     
561    flux_u = 0.0  ; flux_v = 0.0     ; d_t = 0.0       ; d_q = 0.0     
562    d_u = 0.0     ; d_v = 0.0        ; zcoefh = 0.0    ; yqsol = 0.0   
563    ytherm = 0.0  ; ytke=0.
564     
565    ytsoil = 999999.
566
567!****************************************************************************************
568! 3) - Calculate pressure thickness of each layer
569!    - Calculate the wind at first layer
570!    - Mean calculations of albedo
571!    - Calculate net radiance at sub-surface
572!****************************************************************************************
573    DO k = 1, klev
574       DO i = 1, klon
575          delp(i,k) = paprs(i,k)-paprs(i,k+1)
576       ENDDO
577    ENDDO
578    DO i = 1, klon
579       zx_alf1 = 1.0
580       zx_alf2 = 1.0 - zx_alf1
581       u1lay(i) = u(i,1)*zx_alf1 + u(i,2)*zx_alf2
582       v1lay(i) = v(i,1)*zx_alf1 + v(i,2)*zx_alf2
583    ENDDO
584
585
586!****************************************************************************************
587! Test for rugos........ from physiq.. A la fin plutot???
588!
589!****************************************************************************************
590
591    zxrugs(:) = 0.0
592    DO nsrf = 1, nbsrf
593       DO i = 1, klon
594          rugos(i,nsrf) = MAX(rugos(i,nsrf),0.000015)
595          zxrugs(i) = zxrugs(i) + rugos(i,nsrf)*pctsrf(i,nsrf)
596       ENDDO
597    ENDDO
598
599! Mean calculations of albedo
600!
601! Albedo at sub-surface
602! * alb1 : albedo in visible SW interval
603! * alb2 : albedo in near infrared SW interval
604! * alb  : mean albedo for whole SW interval
605!
606! Mean albedo for grid point
607! * alb1_m : albedo in visible SW interval
608! * alb2_m : albedo in near infrared SW interval
609! * alb_m  : mean albedo at whole SW interval
610
611    alb1_m(:) = 0.0
612    alb2_m(:) = 0.0
613    DO nsrf = 1, nbsrf
614       DO i = 1, klon
615          alb1_m(i) = alb1_m(i) + alb1(i,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
616          alb2_m(i) = alb2_m(i) + alb2(i,nsrf) * pctsrf(i,nsrf)
617       ENDDO
618    ENDDO
619
620! We here suppose the fraction f1 of incoming radiance of visible radiance
621! as a fraction of all shortwave radiance
622!    f1 = 0.5
623    f1 = 1    ! put f1=1 to recreate old calculations
624
625    DO nsrf = 1, nbsrf
626       DO i = 1, klon
627          alb(i,nsrf) = f1*alb1(i,nsrf) + (1-f1)*alb2(i,nsrf)
628       ENDDO
629    ENDDO
630
631    DO i = 1, klon
632       alb_m(i) = f1*alb1_m(i) + (1-f1)*alb2_m(i)
633    END DO
634
635! Calculation of mean temperature at surface grid points
636    ztsol(:) = 0.0
637    DO nsrf = 1, nbsrf
638       DO i = 1, klon
639          ztsol(i) = ztsol(i) + ts(i,nsrf)*pctsrf(i,nsrf)
640       ENDDO
641    ENDDO
642
643! Linear distrubution on sub-surface of long- and shortwave net radiance
644    DO nsrf = 1, nbsrf
645       DO i = 1, klon
646          sollw(i,nsrf) = sollw_m(i) + 4.0*RSIGMA*ztsol(i)**3 * (ztsol(i)-ts(i,nsrf))
647          solsw(i,nsrf) = solsw_m(i) * (1.-alb(i,nsrf)) / (1.-alb_m(i))
648       ENDDO
649    ENDDO
650
651
652! Downwelling longwave radiation at mean surface
653    lwdown_m(:) = 0.0
654    DO i = 1, klon
655       lwdown_m(i) = sollw_m(i) + RSIGMA*ztsol(i)**4
656    ENDDO
657
658!****************************************************************************************
659! 4) Loop over different surfaces
660!
661! All points with a possibility of the current surface are used. This is done
662! to allow the sea-ice to appear or disappear. It is considered here that the
663! entier domaine of the ocean possibly can contain sea-ice.
664!
665!****************************************************************************************
666
667    pctsrf_pot = pctsrf
668    pctsrf_pot(:,is_oce) = 1. - zmasq(:)
669    pctsrf_pot(:,is_sic) = 1. - zmasq(:)
670     
671    loop_nbsrf: DO nsrf = 1, nbsrf
672
673! Search for index(ni) and size(knon) of domaine to treat
674       ni(:) = 0
675       knon  = 0
676       DO i = 1, klon
677          IF (pctsrf_pot(i,nsrf).GT.epsfra) THEN
678             knon = knon + 1
679             ni(knon) = i
680          ENDIF
681       ENDDO
682
683       ! write index, with IOIPSL
684       IF (debugindex .AND. mpi_size==1) THEN
685          tabindx(:)=0.
686          DO i=1,knon
687             tabindx(i)=FLOAT(i)
688          END DO
689          debugtab(:,:) = 0.
690          ndexbg(:) = 0
691          CALL gath2cpl(tabindx,debugtab,knon,ni)
692          CALL histwrite(nidbg,cl_surf(nsrf),itap,debugtab,iim*(jjm+1), ndexbg)
693       ENDIF
694       
695!****************************************************************************************
696! 5) Compress variables
697!
698!****************************************************************************************
699
700       DO j = 1, knon
701          i = ni(j)
702          ypct(j)    = pctsrf(i,nsrf)
703          yts(j)     = ts(i,nsrf)
704          ysnow(j)   = snow(i,nsrf)
705          yqsurf(j)  = qsurf(i,nsrf)
706          yalb(j)    = alb(i,nsrf)
707          yalb1(j)   = alb1(i,nsrf)
708          yalb2(j)   = alb2(i,nsrf)
709          yrain_f(j) = rain_f(i)
710          ysnow_f(j) = snow_f(i)
711          yagesno(j) = agesno(i,nsrf)
712          yfder(j)   = fder(i)
713          ysolsw(j)  = solsw(i,nsrf)
714          ysollw(j)  = sollw(i,nsrf)
715          yrugos(j)  = rugos(i,nsrf)
716          yrugoro(j) = rugoro(i)
717          yu1(j)     = u1lay(i)
718          yv1(j)     = v1lay(i)
719          ypaprs(j,klev+1) = paprs(i,klev+1)
720          yu10mx(j) = u10m(i,nsrf)
721          yu10my(j) = v10m(i,nsrf)
722          ywindsp(j) = SQRT(yu10mx(j)*yu10mx(j) + yu10my(j)*yu10my(j) )
723       END DO
724
725       DO k = 1, klev
726          DO j = 1, knon
727             i = ni(j)
728             ypaprs(j,k) = paprs(i,k)
729             ypplay(j,k) = pplay(i,k)
730             ydelp(j,k) = delp(i,k)
731             ytke(j,k)=tke(i,k,nsrf)
732             yu(j,k) = u(i,k)
733             yv(j,k) = v(i,k)
734             yt(j,k) = t(i,k)
735             yq(j,k) = q(i,k)
736          ENDDO
737       ENDDO
738       
739       DO k = 1, nsoilmx
740          DO j = 1, knon
741             i = ni(j)
742             ytsoil(j,k) = ftsoil(i,k,nsrf)
743          END DO
744       END DO
745       
746       ! qsol(water height in soil) only for bucket continental model
747       IF ( nsrf .EQ. is_ter .AND. .NOT. ok_veget ) THEN
748          DO j = 1, knon
749             i = ni(j)
750             yqsol(j) = qsol(i)
751          END DO
752       ENDIF
753       
754!****************************************************************************************
755! 6) Calculate coefficients(ycoefm, ycoefh) for turbulent diffusion in the
756!    atmosphere and coefficients for turbulent diffusion at surface(Cdrag).
757!
758!****************************************************************************************
759
760       CALL coef_diff_turb(dtime, nsrf, knon, ni,  &
761            ypaprs, ypplay, yu, yv, yq, yt, yts, yrugos, yqsurf,  &
762            ycoefm, ycoefh,ytke)
763       
764!****************************************************************************************
765!
766! 8) "La descente" - "The downhill"
767
768!  climb_hq_down and climb_wind_down calculate the coefficients
769!  Ccoef_X et Dcoef_X for X=[H, Q, U, V].
770!  Only the coefficients at surface for H and Q are returned.
771!
772!****************************************************************************************
773
774! - Calculate the coefficients Ccoef_H, Ccoef_Q, Dcoef_H and Dcoef_Q
775       CALL climb_hq_down(knon, ycoefh, ypaprs, ypplay, &
776            ydelp, yt, yq, dtime, &
777            petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef)
778
779! - Calculate the coefficients Ccoef_U, Ccoef_V, Dcoef_U and Dcoef_V
780       CALL climb_wind_down(knon, dtime, ycoefm, ypplay, ypaprs, yt, ydelp, yu, yv)
781     
782
783!****************************************************************************************
784! 9) Small calculations
785!
786!****************************************************************************************
787
788! - Reference pressure is given the values at surface level         
789       ypsref(:) = ypaprs(:,1) 
790
791! - Constant CO2 is copied to global grid
792       r_co2_ppm(:) = co2_ppm
793
794!****************************************************************************************
795!
796! 10) Switch selon current surface
797!     It is necessary to start with the continental surfaces because the ocean
798!     needs their run-off.
799!
800!****************************************************************************************
801       SELECT CASE(nsrf)
802     
803       CASE(is_ter)
804          ! ylwdown : to be removed, calculation is now done at land surface in surf_land
805          ylwdown(:)=0.0
806          DO i=1,knon
807             ylwdown(i)=lwdown_m(ni(i))
808          END DO
809          CALL surf_land(itap, dtime, date0, jour, knon, ni,&
810               rlon, rlat, &
811               debut, lafin, ydelp(:,1), r_co2_ppm, ysolsw, ysollw, yalb, &
812               yts, ypplay(:,1), ycoefh(:,1), yrain_f, ysnow_f, yt(:,1), yq(:,1),&
813               petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, &
814               ypsref, yu1, yv1, yrugoro, pctsrf, &
815               ysnow, yqsol, yagesno, ytsoil, &
816               yz0_new, yalb1_new, yalb2_new, yevap, yfluxsens, yfluxlat, &
817               yqsurf, ytsurf_new, y_dflux_t, y_dflux_q, pctsrf_nsrf, &
818               ylwdown)
819     
820       CASE(is_lic)
821          CALL surf_landice(itap, dtime, knon, ni, &
822               ysolsw, ysollw, yts, ypplay(:,1), &
823               ycoefh(:,1), yrain_f, ysnow_f, yt(:,1), yq(:,1),&
824               petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, &
825               ypsref, yu1, yv1, yrugoro, pctsrf, &
826               ysnow, yqsurf, yqsol, yagesno, &
827               ytsoil, yz0_new, yalb1_new, yalb2_new, yevap, yfluxsens, yfluxlat, &
828               ytsurf_new, y_dflux_t, y_dflux_q, pctsrf_nsrf)
829         
830       CASE(is_oce)
831          CALL surf_ocean(rlon, rlat, ysolsw, ysollw, yalb1, &
832               yrugos, ywindsp, rmu0, yfder, &
833               itap, dtime, jour, knon, ni, &
834               debut, &
835               ypplay(:,1), ycoefh(:,1), ycoefm(:,1), yrain_f, ysnow_f, yt(:,1), yq(:,1),&
836               petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, &
837               ypsref, yu1, yv1, yrugoro, pctsrf, &
838               ysnow, yqsurf, yagesno, &
839               yz0_new, yalb1_new, yalb2_new, yevap, yfluxsens, yfluxlat, &
840               ytsurf_new, y_dflux_t, y_dflux_q, pctsrf_nsrf)
841         
842       CASE(is_sic)
843          CALL surf_seaice( &
844               rlon, rlat, ysolsw, ysollw, yalb1, yfder, &
845               itap, dtime, jour, knon, ni, &
846               debut, lafin, &
847               yts, ypplay(:,1), ycoefh(:,1), yrain_f, ysnow_f, yt(:,1), yq(:,1),&
848               petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, &
849               ypsref, yu1, yv1, yrugoro, pctsrf, &
850               ysnow, yqsurf, yqsol, yagesno, ytsoil, &
851               yz0_new, yalb1_new, yalb2_new, yevap, yfluxsens, yfluxlat, &
852               ytsurf_new, y_dflux_t, y_dflux_q, pctsrf_nsrf)
853         
854
855       CASE DEFAULT
856          WRITE(lunout,*) 'Surface index = ', nsrf
857          abort_message = 'Surface index not valid'
858          CALL abort_gcm(modname,abort_message,1)
859       END SELECT
860
861!****************************************************************************************
862! Save the fraction of this sub-surface
863!
864!****************************************************************************************
865       pctsrf_new(:,nsrf) = pctsrf_nsrf(:)
866
867!****************************************************************************************
868! 11) - Calcul the increment of surface temperature
869!
870!****************************************************************************************
871       y_d_ts(1:knon)   = ytsurf_new(1:knon) - yts(1:knon)
872 
873!****************************************************************************************
874!
875! 12) "La remontee" - "The uphill"
876!
877!  The fluxes (y_flux_X) and tendancy (y_d_X) are calculated
878!  for X=H, Q, U and V, for all vertical levels.
879!
880!****************************************************************************************
881! H and Q
882       print *,'pbl_surface: ok_flux_surf=',ok_flux_surf
883       print *,'pbl_surface: fsens flat RLVTT=',fsens,flat,RLVTT
884       if (ok_flux_surf) then
885          y_flux_t1(:) =  fsens
886          y_flux_q1(:) =  flat/RLVTT
887          yfluxlat(:) =  flat
888       else
889          y_flux_t1(:) =  yfluxsens(:)
890          y_flux_q1(:) = -yevap(:)
891       endif
892
893       CALL climb_hq_up(knon, dtime, yt, yq, &
894            y_flux_q1, y_flux_t1, ypaprs, ypplay, &
895            y_flux_q(:,:), y_flux_t(:,:), y_d_q(:,:), y_d_t(:,:))   
896       
897! U and V
898       CALL climb_wind_up(knon, dtime, yu, yv, &
899            y_flux_u, y_flux_v, y_d_u, y_d_v)
900
901       DO j = 1, knon
902          y_dflux_t(j) = y_dflux_t(j) * ypct(j)
903          y_dflux_q(j) = y_dflux_q(j) * ypct(j)
904          yu1(j) = yu1(j) *  ypct(j)
905          yv1(j) = yv1(j) *  ypct(j)
906       ENDDO
907
908!****************************************************************************************
909! 13) Transform variables for output format :
910!     - Decompress
911!     - Multiply with pourcentage of current surface
912!     - Cumulate in global variable
913!
914!****************************************************************************************
915
916       tke(:,:,nsrf)=0.
917       DO k = 1, klev
918          DO j = 1, knon
919             i = ni(j)
920             ycoefh(j,k) = ycoefh(j,k) * ypct(j)
921             ycoefm(j,k) = ycoefm(j,k) * ypct(j)
922             y_d_t(j,k) = y_d_t(j,k) * ypct(j)
923             y_d_q(j,k) = y_d_q(j,k) * ypct(j)
924             y_d_u(j,k) = y_d_u(j,k) * ypct(j)
925             y_d_v(j,k) = y_d_v(j,k) * ypct(j)
926
927             flux_t(i,k,nsrf) = y_flux_t(j,k)
928             flux_q(i,k,nsrf) = y_flux_q(j,k)
929             flux_u(i,k,nsrf) = y_flux_u(j,k)
930             flux_v(i,k,nsrf) = y_flux_v(j,k)
931
932             tke(i,k,nsrf)=ytke(j,k)
933
934          ENDDO
935       ENDDO
936       
937       evap(:,nsrf) = - flux_q(:,1,nsrf)
938       
939       alb1(:, nsrf) = 0.
940       alb2(:, nsrf) = 0.
941       snow(:, nsrf) = 0.
942       qsurf(:, nsrf) = 0.
943       rugos(:, nsrf) = 0.
944       fluxlat(:,nsrf) = 0.
945       DO j = 1, knon
946          i = ni(j)
947          d_ts(i,nsrf) = y_d_ts(j)
948          alb1(i,nsrf) = yalb1_new(j) 
949          alb2(i,nsrf) = yalb2_new(j)
950          snow(i,nsrf) = ysnow(j) 
951          qsurf(i,nsrf) = yqsurf(j)
952          rugos(i,nsrf) = yz0_new(j)
953          fluxlat(i,nsrf) = yfluxlat(j)
954          agesno(i,nsrf) = yagesno(j) 
955          cdragh(i) = cdragh(i) + ycoefh(j,1)
956          cdragm(i) = cdragm(i) + ycoefm(j,1)
957          dflux_t(i) = dflux_t(i) + y_dflux_t(j)
958          dflux_q(i) = dflux_q(i) + y_dflux_q(j)
959          zu1(i) = zu1(i) + yu1(j)
960          zv1(i) = zv1(i) + yv1(j)
961       END DO
962
963       IF ( nsrf .EQ. is_ter ) THEN
964          DO j = 1, knon
965             i = ni(j)
966             qsol(i) = yqsol(j)
967          END DO
968       END IF
969       
970       ftsoil(:,:,nsrf) = 0.
971       DO k = 1, nsoilmx
972          DO j = 1, knon
973             i = ni(j)
974             ftsoil(i, k, nsrf) = ytsoil(j,k)
975          END DO
976       END DO
977       
978       
979#ifdef CRAY
980       DO k = 1, klev
981          DO j = 1, knon
982             i = ni(j)
983#else
984       DO j = 1, knon
985          i = ni(j)
986          DO k = 1, klev
987#endif
988             d_t(i,k) = d_t(i,k) + y_d_t(j,k)
989             d_q(i,k) = d_q(i,k) + y_d_q(j,k)
990             d_u(i,k) = d_u(i,k) + y_d_u(j,k)
991             d_v(i,k) = d_v(i,k) + y_d_v(j,k)
992             zcoefh(i,k) = zcoefh(i,k) + ycoefh(j,k)
993#ifdef CRAY
994          END DO
995       END DO
996#else
997          END DO
998       END DO
999#endif
1000
1001!****************************************************************************************
1002! 14) Calculate the temperature et relative humidity at 2m and the wind at 10m
1003!     Call HBTM
1004!
1005!****************************************************************************************
1006       t2m(:,nsrf)    = 0.
1007       q2m(:,nsrf)    = 0.
1008       u10m(:,nsrf)   = 0.
1009       v10m(:,nsrf)   = 0.
1010
1011       pblh(:,nsrf)   = 0.        ! Hauteur de couche limite
1012       plcl(:,nsrf)   = 0.        ! Niveau de condensation de la CLA
1013       capCL(:,nsrf)  = 0.        ! CAPE de couche limite
1014       oliqCL(:,nsrf) = 0.        ! eau_liqu integree de couche limite
1015       cteiCL(:,nsrf) = 0.        ! cloud top instab. crit. couche limite
1016       pblt(:,nsrf)   = 0.        ! T a la Hauteur de couche limite
1017       therm(:,nsrf)  = 0.
1018       trmb1(:,nsrf)  = 0.        ! deep_cape
1019       trmb2(:,nsrf)  = 0.        ! inhibition
1020       trmb3(:,nsrf)  = 0.        ! Point Omega
1021
1022#undef T2m     
1023#define T2m     
1024#ifdef T2m
1025! diagnostic t,q a 2m et u, v a 10m
1026
1027       DO j=1, knon
1028          i = ni(j)
1029          uzon(j) = yu(j,1) + y_d_u(j,1)
1030          vmer(j) = yv(j,1) + y_d_v(j,1)
1031          tair1(j) = yt(j,1) + y_d_t(j,1)
1032          qair1(j) = yq(j,1) + y_d_q(j,1)
1033          zgeo1(j) = RD * tair1(j) / (0.5*(ypaprs(j,1)+ypplay(j,1))) &
1034               * (ypaprs(j,1)-ypplay(j,1))
1035          tairsol(j) = yts(j) + y_d_ts(j)
1036          rugo1(j) = yrugos(j)
1037          IF(nsrf.EQ.is_oce) THEN
1038             rugo1(j) = rugos(i,nsrf)
1039          ENDIF
1040          psfce(j)=ypaprs(j,1)
1041          patm(j)=ypplay(j,1)
1042          qairsol(j) = yqsurf(j)
1043       END DO
1044       
1045
1046! Calculate the temperature et relative humidity at 2m and the wind at 10m
1047       CALL stdlevvar(klon, knon, nsrf, zxli, &
1048            uzon, vmer, tair1, qair1, zgeo1, &
1049            tairsol, qairsol, rugo1, psfce, patm, &
1050            yt2m, yq2m, yt10m, yq10m, yu10m, yustar)
1051
1052       DO j=1, knon
1053          i = ni(j)
1054          t2m(i,nsrf)=yt2m(j)
1055         
1056          q2m(i,nsrf)=yq2m(j)
1057
1058! u10m, v10m : composantes du vent a 10m sans spirale de Ekman
1059          u10m(i,nsrf)=(yu10m(j) * uzon(j))/SQRT(uzon(j)**2+vmer(j)**2)
1060          v10m(i,nsrf)=(yu10m(j) * vmer(j))/SQRT(uzon(j)**2+vmer(j)**2)
1061
1062       END DO
1063
1064
1065       CALL HBTM(knon, ypaprs, ypplay, &
1066            yt2m,yt10m,yq2m,yq10m,yustar, &
1067            y_flux_t,y_flux_q,yu,yv,yt,yq, &
1068            ypblh,ycapCL,yoliqCL,ycteiCL,ypblT, &
1069            ytherm,ytrmb1,ytrmb2,ytrmb3,ylcl)
1070       
1071       DO j=1, knon
1072          i = ni(j)
1073          pblh(i,nsrf)   = ypblh(j)
1074          plcl(i,nsrf)   = ylcl(j)
1075          capCL(i,nsrf)  = ycapCL(j)
1076          oliqCL(i,nsrf) = yoliqCL(j)
1077          cteiCL(i,nsrf) = ycteiCL(j)
1078          pblT(i,nsrf)   = ypblT(j)
1079          therm(i,nsrf)  = ytherm(j)
1080          trmb1(i,nsrf)  = ytrmb1(j)
1081          trmb2(i,nsrf)  = ytrmb2(j)
1082          trmb3(i,nsrf)  = ytrmb3(j)
1083       END DO
1084       
1085#else
1086! not defined T2m
1087! No calculation
1088! Set output variables to zero
1089       DO j = 1, knon
1090          i = ni(j)
1091          pblh(i,nsrf)   = 0.
1092          plcl(i,nsrf)   = 0.
1093          capCL(i,nsrf)  = 0.
1094          oliqCL(i,nsrf) = 0.
1095          cteiCL(i,nsrf) = 0.
1096          pblT(i,nsrf)   = 0.
1097          therm(i,nsrf)  = 0.
1098          trmb1(i,nsrf)  = 0.
1099          trmb2(i,nsrf)  = 0.
1100          trmb3(i,nsrf)  = 0.
1101       END DO
1102       DO j = 1, knon
1103          i = ni(j)
1104          t2m(i,nsrf)=0.
1105          q2m(i,nsrf)=0.
1106          u10m(i,nsrf)=0.
1107          v10m(i,nsrf)=0.
1108       END DO
1109#endif
1110
1111!****************************************************************************************
1112! 15) End of loop over different surfaces
1113!
1114!****************************************************************************************
1115    END DO loop_nbsrf
1116
1117!****************************************************************************************
1118! 16) Calculate the mean value over all sub-surfaces for som variables
1119!
1120!     NB!!! jg : Pour garder la convergence numerique j'utilise pctsrf_new comme c'etait
1121!     fait dans physiq.F mais ca devrait plutot etre pctsrf???!!!!! A verifier!
1122!****************************************************************************************
1123   
1124    zxfluxt(:,:) = 0.0 ; zxfluxq(:,:) = 0.0
1125    zxfluxu(:,:) = 0.0 ; zxfluxv(:,:) = 0.0
1126    DO nsrf = 1, nbsrf
1127       DO k = 1, klev
1128          DO i = 1, klon
1129             zxfluxt(i,k) = zxfluxt(i,k) + flux_t(i,k,nsrf) * pctsrf_new(i,nsrf)
1130             zxfluxq(i,k) = zxfluxq(i,k) + flux_q(i,k,nsrf) * pctsrf_new(i,nsrf)
1131             zxfluxu(i,k) = zxfluxu(i,k) + flux_u(i,k,nsrf) * pctsrf_new(i,nsrf)
1132             zxfluxv(i,k) = zxfluxv(i,k) + flux_v(i,k,nsrf) * pctsrf_new(i,nsrf)
1133          END DO
1134       END DO
1135    END DO
1136
1137    DO i = 1, klon
1138       zxsens(i)     = - zxfluxt(i,1) ! flux de chaleur sensible au sol
1139       zxevap(i)     = - zxfluxq(i,1) ! flux d'evaporation au sol
1140       fder_print(i) = fder(i) + dflux_t(i) + dflux_q(i)
1141    ENDDO
1142   
1143
1144    DO i = 1, klon
1145       IF ( ABS( pctsrf_new(i, is_ter) + pctsrf_new(i, is_lic) + &
1146            pctsrf_new(i, is_oce) + pctsrf_new(i, is_sic)  - 1.) .GT. EPSFRA) &
1147            THEN
1148          WRITE(*,*) 'physiq : pb sous surface au point ', i, &
1149               pctsrf_new(i, 1 : nbsrf)
1150       ENDIF
1151    ENDDO
1152
1153!
1154! Incrementer la temperature du sol
1155!
1156    zxtsol(:) = 0.0  ; zxfluxlat(:) = 0.0
1157    zt2m(:) = 0.0    ; zq2m(:) = 0.0
1158    zu10m(:) = 0.0   ; zv10m(:) = 0.0
1159    s_pblh(:) = 0.0  ; s_plcl(:) = 0.0
1160    s_capCL(:) = 0.0 ; s_oliqCL(:) = 0.0
1161    s_cteiCL(:) = 0.0; s_pblT(:) = 0.0
1162    s_therm(:) = 0.0 ; s_trmb1(:) = 0.0
1163    s_trmb2(:) = 0.0 ; s_trmb3(:) = 0.0
1164   
1165   
1166    DO nsrf = 1, nbsrf
1167       DO i = 1, klon         
1168          ts(i,nsrf) = ts(i,nsrf) + d_ts(i,nsrf)
1169         
1170          wfbils(i,nsrf) = ( solsw(i,nsrf) + sollw(i,nsrf) &
1171               + flux_t(i,1,nsrf) + fluxlat(i,nsrf) ) * pctsrf_new(i,nsrf)
1172          wfbilo(i,nsrf) = (evap(i,nsrf) - (rain_f(i) + snow_f(i))) * &
1173               pctsrf_new(i,nsrf)
1174
1175          zxtsol(i)    = zxtsol(i)    + ts(i,nsrf)      * pctsrf_new(i,nsrf)
1176          zxfluxlat(i) = zxfluxlat(i) + fluxlat(i,nsrf) * pctsrf_new(i,nsrf)
1177         
1178          zt2m(i)  = zt2m(i)  + t2m(i,nsrf)  * pctsrf_new(i,nsrf)
1179          zq2m(i)  = zq2m(i)  + q2m(i,nsrf)  * pctsrf_new(i,nsrf)
1180          zu10m(i) = zu10m(i) + u10m(i,nsrf) * pctsrf_new(i,nsrf)
1181          zv10m(i) = zv10m(i) + v10m(i,nsrf) * pctsrf_new(i,nsrf)
1182
1183          s_pblh(i)   = s_pblh(i)   + pblh(i,nsrf)  * pctsrf_new(i,nsrf)
1184          s_plcl(i)   = s_plcl(i)   + plcl(i,nsrf)  * pctsrf_new(i,nsrf)
1185          s_capCL(i)  = s_capCL(i)  + capCL(i,nsrf) * pctsrf_new(i,nsrf)
1186          s_oliqCL(i) = s_oliqCL(i) + oliqCL(i,nsrf)* pctsrf_new(i,nsrf)
1187          s_cteiCL(i) = s_cteiCL(i) + cteiCL(i,nsrf)* pctsrf_new(i,nsrf)
1188          s_pblT(i)   = s_pblT(i)   + pblT(i,nsrf)  * pctsrf_new(i,nsrf)
1189          s_therm(i)  = s_therm(i)  + therm(i,nsrf) * pctsrf_new(i,nsrf)
1190          s_trmb1(i)  = s_trmb1(i)  + trmb1(i,nsrf) * pctsrf_new(i,nsrf)
1191          s_trmb2(i)  = s_trmb2(i)  + trmb2(i,nsrf) * pctsrf_new(i,nsrf)
1192          s_trmb3(i)  = s_trmb3(i)  + trmb3(i,nsrf) * pctsrf_new(i,nsrf)
1193       END DO
1194    END DO
1195
1196    IF (check) THEN
1197       amn=MIN(ts(1,is_ter),1000.)
1198       amx=MAX(ts(1,is_ter),-1000.)
1199       DO i=2, klon
1200          amn=MIN(ts(i,is_ter),amn)
1201          amx=MAX(ts(i,is_ter),amx)
1202       ENDDO
1203       PRINT*,' debut apres d_ts min max ftsol(ts)',itap,amn,amx
1204    ENDIF
1205!
1206! If a sub-surface does not exsist for a grid point, the mean value for all
1207! sub-surfaces is distributed.
1208!
1209    DO nsrf = 1, nbsrf
1210       DO i = 1, klon
1211          IF ((pctsrf_new(i,nsrf) .LT. epsfra) .OR. (t2m(i,nsrf).EQ.0.)) THEN
1212             ts(i,nsrf)     = zxtsol(i)
1213             t2m(i,nsrf)    = zt2m(i)
1214             q2m(i,nsrf)    = zq2m(i)
1215             u10m(i,nsrf)   = zu10m(i)
1216             v10m(i,nsrf)   = zv10m(i)
1217
1218! Les variables qui suivent sont plus utilise, donc peut-etre pas la peine a les mettre ajour
1219             pblh(i,nsrf)   = s_pblh(i)
1220             plcl(i,nsrf)   = s_plcl(i)
1221             capCL(i,nsrf)  = s_capCL(i)
1222             oliqCL(i,nsrf) = s_oliqCL(i)
1223             cteiCL(i,nsrf) = s_cteiCL(i)
1224             pblT(i,nsrf)   = s_pblT(i)
1225             therm(i,nsrf)  = s_therm(i)
1226             trmb1(i,nsrf)  = s_trmb1(i)
1227             trmb2(i,nsrf)  = s_trmb2(i)
1228             trmb3(i,nsrf)  = s_trmb3(i)
1229          ENDIF
1230       ENDDO
1231    ENDDO
1232
1233
1234    DO i = 1, klon
1235       fder(i) = - 4.0*RSIGMA*zxtsol(i)**3
1236    ENDDO
1237   
1238    zxqsurf(:) = 0.0
1239    zxsnow(:)  = 0.0
1240    DO nsrf = 1, nbsrf
1241       DO i = 1, klon
1242          zxqsurf(i) = zxqsurf(i) + qsurf(i,nsrf) * pctsrf_new(i,nsrf)
1243          zxsnow(i)  = zxsnow(i)  + snow(i,nsrf)  * pctsrf_new(i,nsrf)
1244       END DO
1245    END DO
1246
1247!
1248!IM Calculer l'humidite relative a 2m (rh2m) pour diagnostique
1249!IM ajout dependance type surface
1250    rh2m(:)   = 0.0
1251    qsat2m(:) = 0.0
1252
1253    DO i = 1, klon
1254       DO nsrf=1, nbsrf
1255          zx_t1(i,nsrf) = t2m(i,nsrf)
1256          IF (thermcep) THEN
1257             zdelta1(i,nsrf) = MAX(0.,SIGN(1.,rtt-zx_t1(i,nsrf)))
1258             zx_qs1(i,nsrf)  = r2es * &
1259                  FOEEW(zx_t1(i,nsrf),zdelta1(i,nsrf))/paprs(i,1)
1260             zx_qs1(i,nsrf)  = MIN(0.5,zx_qs1(i,nsrf))
1261             zcor1(i,nsrf)   = 1./(1.-retv*zx_qs1(i,nsrf))
1262             zx_qs1(i,nsrf)  = zx_qs1(i,nsrf)*zcor1(i,nsrf)
1263          END IF
1264          zx_rh2m(i,nsrf) = q2m(i,nsrf)/zx_qs1(i,nsrf)
1265          zx_qsat2m(i,nsrf)=zx_qs1(i,nsrf)
1266          rh2m(i) = rh2m(i)+zx_rh2m(i,nsrf)*pctsrf_new(i,nsrf)
1267          qsat2m(i)=qsat2m(i)+zx_qsat2m(i,nsrf)*pctsrf_new(i,nsrf)
1268       END DO
1269    END DO
1270
1271! Some of the module declared variables are returned for printing in physiq.F
1272    qsol_d(:)     = qsol(:)
1273    evap_d(:,:)   = evap(:,:)
1274    rugos_d(:,:)  = rugos(:,:)
1275    agesno_d(:,:) = agesno(:,:)
1276
1277
1278  END SUBROUTINE pbl_surface
1279!
1280!****************************************************************************************
1281!
1282  SUBROUTINE pbl_surface_final(qsol_rst, fder_rst, snow_rst, qsurf_rst, &
1283       evap_rst, rugos_rst, agesno_rst, ftsoil_rst)
1284
1285    INCLUDE "indicesol.h"
1286    INCLUDE "dimsoil.h"
1287
1288! Ouput variables
1289!****************************************************************************************
1290    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)                 :: qsol_rst
1291    REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)                 :: fder_rst
1292    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)          :: snow_rst
1293    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)          :: qsurf_rst
1294    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)          :: evap_rst
1295    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)          :: rugos_rst
1296    REAL, DIMENSION(klon, nbsrf), INTENT(OUT)          :: agesno_rst
1297    REAL, DIMENSION(klon, nsoilmx, nbsrf), INTENT(OUT) :: ftsoil_rst
1298
1299 
1300!****************************************************************************************
1301! Return module variables for writing to restart file
1302!
1303!****************************************************************************************   
1304    qsol_rst(:)       = qsol(:)
1305    fder_rst(:)       = fder(:)
1306    snow_rst(:,:)     = snow(:,:)
1307    qsurf_rst(:,:)    = qsurf(:,:)
1308    evap_rst(:,:)     = evap(:,:)
1309    rugos_rst(:,:)    = rugos(:,:)
1310    agesno_rst(:,:)   = agesno(:,:)
1311    ftsoil_rst(:,:,:) = ftsoil(:,:,:)
1312
1313!****************************************************************************************
1314! Deallocate module variables
1315!
1316!****************************************************************************************
1317    DEALLOCATE(qsol, fder, snow, qsurf, evap, rugos, agesno, ftsoil)
1318
1319  END SUBROUTINE pbl_surface_final
1320
1321!****************************************************************************************
1322
1323
1324END MODULE pbl_surface_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.