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phytrac.F90 @ 1357

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pour CMIP5

Property svn:eol-style set to native
Property svn:keywords set to Author Date Id Revision

File size: 15.0 KB

Line
1	!$Id $
2
3	SUBROUTINE phytrac( &
4	nstep, julien, gmtime, debutphy, &
5	lafin, pdtphys, u, v, t_seri, &
6	paprs, pplay, pmfu, pmfd, &
7	pen_u, pde_u, pen_d, pde_d, &
8	cdragh, coefh, fm_therm, entr_therm,&
9	yu1, yv1, ftsol, pctsrf, &
10	xlat, frac_impa,frac_nucl,xlon, &
11	presnivs, pphis, pphi, albsol, &
12	sh, rh, cldfra, rneb, &
13	diafra, cldliq, itop_con, ibas_con, &
14	pmflxr, pmflxs, prfl, psfl, &
15	da, phi, mp, upwd, &
16	dnwd, aerosol_couple, flxmass_w, &
17	tau_aero, piz_aero, cg_aero, ccm, &
18	rfname, &
19	tr_seri)
20	!
21	!======================================================================
22	! Auteur(s) FH
23	! Objet: Moniteur general des tendances traceurs
24	!======================================================================
25
26	USE ioipsl
27	USE dimphy
28	USE infotrac
29	USE mod_grid_phy_lmdz
30	USE mod_phys_lmdz_para
31	USE comgeomphy
32	USE iophy
33	USE traclmdz_mod
34	USE tracinca_mod
35
36
37	IMPLICIT NONE
38
39	INCLUDE "YOMCST.h"
40	INCLUDE "dimensions.h"
41	INCLUDE "indicesol.h"
42	INCLUDE "clesphys.h"
43	INCLUDE "temps.h"
44	INCLUDE "paramet.h"
45	INCLUDE "control.h"
46	INCLUDE "thermcell.h"
47	!==========================================================================
48	! -- ARGUMENT DESCRIPTION --
49	!==========================================================================
50
51	! Input arguments
52	!----------------
53	!Configuration grille,temps:
54	INTEGER,INTENT(IN) :: nstep ! Appel physique
55	INTEGER,INTENT(IN) :: julien ! Jour julien
56	REAL,INTENT(IN) :: gmtime
57	REAL,INTENT(IN) :: pdtphys ! Pas d'integration pour la physique (seconde)
58	LOGICAL,INTENT(IN) :: debutphy ! le flag de l'initialisation de la physique
59	LOGICAL,INTENT(IN) :: lafin ! le flag de la fin de la physique
60
61	REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: xlat ! latitudes pour chaque point
62	REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: xlon ! longitudes pour chaque point
63	!
64	!Physique:
65	!--------
66	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: t_seri ! Temperature
67	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: u !
68	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: v !
69	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: sh ! humidite specifique
70	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: rh ! humidite relative
71	REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: paprs ! pression pour chaque inter-couche (en Pa)
72	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pplay ! pression pour le mileu de chaque couche (en Pa)
73	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pphi ! geopotentiel
74	REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: pphis
75	REAL,DIMENSION(klev),INTENT(IN) :: presnivs
76	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: cldliq ! eau liquide nuageuse
77	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: cldfra ! fraction nuageuse (tous les nuages)
78	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: diafra ! fraction nuageuse (convection ou stratus artificiels)
79	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: rneb ! fraction nuageuse (grande echelle)
80	INTEGER,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: itop_con
81	INTEGER,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: ibas_con
82	REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: albsol ! albedo surface
83	!
84	!Convection:
85	!----------
86	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pmfu ! flux de masse dans le panache montant
87	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pmfd ! flux de masse dans le panache descendant
88	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pen_u ! flux entraine dans le panache montant
89	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pde_u ! flux detraine dans le panache montant
90	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pen_d ! flux entraine dans le panache descendant
91	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pde_d ! flux detraine dans le panache descendant
92
93	!...Tiedke
94	REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: pmflxr, pmflxs ! Flux precipitant de pluie, neige aux interfaces [convection]
95	REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: prfl, psfl ! Flux precipitant de pluie, neige aux interfaces [large-scale]
96
97	LOGICAL,INTENT(IN) :: aerosol_couple
98	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: flxmass_w
99	REAL,DIMENSION(klon,klev,9,2),INTENT(IN) :: tau_aero
100	REAL,DIMENSION(klon,klev,9,2),INTENT(IN) :: piz_aero
101	REAL,DIMENSION(klon,klev,9,2),INTENT(IN) :: cg_aero
102	CHARACTER(len=4),DIMENSION(9),INTENT(IN) :: rfname
103	REAL,DIMENSION(klon,klev,2),INTENT(IN) :: ccm
104	!... K.Emanuel
105	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: da
106	REAL,DIMENSION(klon,klev,klev),INTENT(IN):: phi
107	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: mp
108	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: upwd ! saturated updraft mass flux
109	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: dnwd ! saturated downdraft mass flux
110	!
111	!Thermiques:
112	!----------
113	REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: fm_therm
114	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: entr_therm
115	!
116	!Couche limite:
117	!--------------
118	!
119	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: cdragh ! coeff drag pour T et Q
120	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: coefh ! coeff melange CL (m**2/s)
121	REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: yu1 ! vents au premier niveau
122	REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: yv1 ! vents au premier niveau
123	!
124	!Lessivage:
125	!----------
126	!
127	! pour le ON-LINE
128	!
129	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: frac_impa ! fraction d'aerosols non impactes
130	REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: frac_nucl ! fraction d'aerosols non nuclees
131
132	! Arguments necessaires pour les sources et puits de traceur:
133	REAL,DIMENSION(klon,nbsrf),INTENT(IN) :: ftsol ! Temperature du sol (surf)(Kelvin)
134	REAL,DIMENSION(klon,nbsrf),INTENT(IN) :: pctsrf ! Pourcentage de sol (nature du sol)
135
136
137	! Output argument
138	!----------------
139	REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr),INTENT(INOUT) :: tr_seri ! Concentration Traceur [U/KgA]
140
141	!=======================================================================================
142	! -- LOCAL VARIABLES --
143	!=======================================================================================
144
145	INTEGER :: i, k, it
146	INTEGER :: nsplit
147
148	!Sources et Reservoirs de traceurs (ex:Radon):
149	!--------------------------------------------
150	!
151	REAL,DIMENSION(:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: source ! a voir lorsque le flux de surface est prescrit
152	!$OMP THREADPRIVATE(source)
153
154	!
155	!Entrees/Sorties: (cf ini_histrac.h et write_histrac.h)
156	!---------------
157	INTEGER :: iiq, ierr
158	INTEGER :: nhori, nvert
159	REAL :: zsto, zout, zjulian
160	INTEGER,SAVE :: nid_tra ! pointe vers le fichier histrac.nc
161	!$OMP THREADPRIVATE(nid_tra)
162	REAL,DIMENSION(klon) :: zx_tmp_fi2d ! variable temporaire grille physique
163	INTEGER :: itau_w ! pas de temps ecriture = nstep + itau_phy
164	LOGICAL,PARAMETER :: ok_sync=.TRUE.
165
166	!
167	! Nature du traceur
168	!------------------
169	LOGICAL,DIMENSION(:),ALLOCATABLE,SAVE :: aerosol ! aerosol(it) = true => aerosol => lessivage
170	!$OMP THREADPRIVATE(aerosol) ! aerosol(it) = false => gaz
171	REAL,DIMENSION(klon,klev) :: delp ! epaisseur de couche (Pa)
172	!
173	! Tendances de traceurs (Td):
174	!------------------------
175	!
176	REAL,DIMENSION(klon,klev) :: d_tr ! Td dans l'atmosphere
177	REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: d_tr_cl ! Td couche limite/traceur
178	REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: d_tr_cv ! Td convection/traceur
179	REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: d_tr_th ! Td thermique
180	REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: d_tr_lessi_impa ! Td du lessivage par impaction
181	REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: d_tr_lessi_nucl ! Td du lessivage par nucleation
182	!
183	! Physique
184	!----------
185	REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: flestottr ! flux de lessivage dans chaque couche
186	REAL,DIMENSION(klon,klev) :: zmasse ! densité atmosphérique Kg/m2
187	REAL,DIMENSION(klon,klev) :: ztra_th
188
189	!Controles:
190	!---------
191	LOGICAL,SAVE :: couchelimite=.TRUE.
192	LOGICAL,SAVE :: convection=.TRUE.
193	LOGICAL,SAVE :: lessivage
194	!$OMP THREADPRIVATE(couchelimite,convection,lessivage)
195
196	CHARACTER(len=8),DIMENSION(nbtr) :: solsym
197
198
199	!######################################################################
200	! -- INITIALIZATION --
201	!######################################################################
202	IF (debutphy) THEN
203	WRITE(,) 'FIRST TIME IN PHYTRAC : pdtphys(sec) = ',pdtphys,'ecrit_tra (sec) = ',ecrit_tra
204	ALLOCATE( source(klon,nbtr), stat=ierr)
205	IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('phytrac', 'pb in allocation 1',1)
206
207	ALLOCATE( aerosol(nbtr), stat=ierr)
208	IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('phytrac', 'pb in allocation 2',1)
209
210
211	! Initialize module for specific tracers
212	SELECT CASE(type_trac)
213	CASE('lmdz')
214	CALL traclmdz_init(pctsrf, ftsol, tr_seri, aerosol, lessivage)
215	CASE('inca')
216	source(:,:)=0.
217	CALL tracinca_init(aerosol,lessivage)
218	END SELECT
219	!
220	! Initialize diagnostic output
221	! ----------------------------
222	#ifdef CPP_IOIPSL
223	! INCLUDE "ini_histrac.h"
224	#endif
225	END IF
226	!############################################ END INITIALIZATION #######
227
228	!===============================================================================
229	! -- Do specific treatment according to chemestry model or local LMDZ tracers
230	!
231	!===============================================================================
232	SELECT CASE(type_trac)
233	CASE('lmdz')
234	! -- Traitement des traceurs avec traclmdz
235
236	CALL traclmdz(&
237	nstep, pdtphys, t_seri, &
238	paprs, pplay, cdragh, coefh, &
239	yu1, yv1, ftsol, pctsrf, &
240	xlat, couchelimite, &
241	tr_seri, source, solsym, d_tr_cl)
242
243	CASE('inca')
244	! -- CHIMIE INCA config_inca = aero or chem --
245
246	CALL tracinca(&
247	nstep, julien, gmtime, lafin, &
248	pdtphys, t_seri, paprs, pplay, &
249	pmfu, ftsol, pctsrf, pphis, &
250	pphi, albsol, sh, rh, &
251	cldfra, rneb, diafra, cldliq, &
252	itop_con, ibas_con, pmflxr, pmflxs, &
253	prfl, psfl, aerosol_couple, flxmass_w, &
254	tau_aero, piz_aero, cg_aero, ccm, &
255	rfname, &
256	tr_seri, source, solsym)
257	END SELECT
258
259	!======================================================================
260	! -- Calcul de l'effet de la convection --
261	!======================================================================
262	IF (convection) THEN
263	DO it=1, nbtr
264	IF ( conv_flg(it) == 0 ) CYCLE
265
266	IF (iflag_con.LT.2) THEN
267	d_tr_cv(:,:,:)=0.
268	ELSE IF (iflag_con.EQ.2) THEN
269	!..Tiedke
270	CALL nflxtr(pdtphys, pmfu, pmfd, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d, &
271	pplay, paprs, tr_seri(:,:,it), d_tr_cv(:,:,it))
272	ELSE
273	!..K.Emanuel
274	CALL cvltr(pdtphys, da, phi, mp, paprs,pplay, tr_seri(:,:,it),&
275	upwd,dnwd,d_tr_cv(:,:,it))
276	END IF
277
278	DO k = 1, klev
279	DO i = 1, klon
280	tr_seri(i,k,it) = tr_seri(i,k,it) + d_tr_cv(i,k,it)
281	END DO
282	END DO
283
284	CALL minmaxqfi(tr_seri(:,:,it),0.,1.e33,'convection it = '//solsym(it))
285
286	END DO ! nbtr
287	END IF ! convection
288
289	!======================================================================
290	! -- Calcul de l'effet des thermiques --
291	!======================================================================
292
293	DO k=1,klev
294	DO i=1,klon
295	zmasse(i,k)=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/rg
296	END DO
297	END DO
298
299	DO it=1,nbtr
300	DO k=1,klev
301	DO i=1,klon
302	d_tr_th(i,k,it)=0.
303	tr_seri(i,k,it)=MAX(tr_seri(i,k,it),0.)
304	tr_seri(i,k,it)=MIN(tr_seri(i,k,it),1.e10)
305	END DO
306	END DO
307	END DO
308
309	IF (iflag_thermals.GT.0) THEN
310	nsplit=10
311	DO it=1, nbtr
312	DO isplit=1,nsplit
313
314	CALL dqthermcell(klon,klev,pdtphys/nsplit, &
315	fm_therm,entr_therm,zmasse, &
316	tr_seri(1:klon,1:klev,it),d_tr,ztra_th)
317
318	DO k=1,klev
319	DO i=1,klon
320	d_tr(i,k)=pdtphys*d_tr(i,k)/nsplit
321	d_tr_th(i,k,it)=d_tr_th(i,k,it)+d_tr(i,k)
322	tr_seri(i,k,it)=MAX(tr_seri(i,k,it)+d_tr(i,k),0.)
323	END DO
324	END DO
325	END DO ! nsplit
326	END DO ! it
327	END IF ! Thermiques
328
329	!======================================================================
330	! -- Calcul de l'effet de la couche limite --
331	!======================================================================
332
333	IF (couchelimite) THEN
334
335	DO k = 1, klev
336	DO i = 1, klon
337	delp(i,k) = paprs(i,k)-paprs(i,k+1)
338	END DO
339	END DO
340
341	DO it=1, nbtr
342
343	IF( pbl_flg(it) /= 0 ) THEN
344
345	CALL cltrac(pdtphys, coefh,t_seri, &
346	tr_seri(:,:,it), source(:,it), &
347	paprs, pplay, delp, &
348	d_tr_cl(:,:,it))
349
350	DO k = 1, klev
351	DO i = 1, klon
352	tr_seri(i,k,it) = tr_seri(i,k,it) + d_tr_cl(i,k,it)
353	END DO
354	END DO
355	END IF
356
357	END DO
358
359	END IF ! couche limite
360
361
362	!======================================================================
363	! Calcul de l'effet de la precipitation
364	!======================================================================
365
366	IF (lessivage) THEN
367
368	d_tr_lessi_nucl(:,:,:) = 0.
369	d_tr_lessi_impa(:,:,:) = 0.
370	flestottr(:,:,:) = 0.
371	!=========================
372	! LESSIVAGE LARGE SCALE :
373	!=========================
374
375	! Tendance des aerosols nuclees et impactes
376	! -----------------------------------------
377	DO it = 1, nbtr
378	IF (aerosol(it)) THEN
379	DO k = 1, klev
380	DO i = 1, klon
381	d_tr_lessi_nucl(i,k,it) = d_tr_lessi_nucl(i,k,it) + &
382	( 1 - frac_nucl(i,k) )*tr_seri(i,k,it)
383	d_tr_lessi_impa(i,k,it) = d_tr_lessi_impa(i,k,it) + &
384	( 1 - frac_impa(i,k) )*tr_seri(i,k,it)
385
386	!
387	! Flux lessivage total
388	! ------------------------------------------------------------
389	flestottr(i,k,it) = flestottr(i,k,it) - &
390	( d_tr_lessi_nucl(i,k,it) + &
391	d_tr_lessi_impa(i,k,it) ) * &
392	( paprs(i,k)-paprs(i,k+1) ) / &
393	(RG * pdtphys)
394	!
395	! Mise a jour des traceurs due a l'impaction,nucleation
396	! ----------------------------------------------------------------------
397	tr_seri(i,k,it)=tr_seri(i,k,it)frac_impa(i,k)frac_nucl(i,k)
398	END DO
399	END DO
400	END IF
401	END DO
402
403	END IF ! lessivage
404
405	!=============================================================
406	! Ecriture des sorties
407	!=============================================================
408	#ifdef CPP_IOIPSL
409	! INCLUDE "write_histrac.h"
410	#endif
411
412	END SUBROUTINE phytrac

Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.

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