source: LMDZ4/trunk/libf/phylmd/sw_aeroAR4.F90 @ 1279

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Running trunk and LMDZ4-dev in LMDZOR configuration on local
machine (sequential) and SX8 (4-proc) yields identical results
(restart and restartphy are identical binarily)
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source:LMDZ4/branches/LMDZ4-dev-20091210

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Line 
1!
2! $Id$
3!
4SUBROUTINE SW_AEROAR4(PSCT, PRMU0, PFRAC, &
5     PPMB, PDP, &
6     PPSOL, PALBD, PALBP,&
7     PTAVE, PWV, PQS, POZON, PAER,&
8     PCLDSW, PTAU, POMEGA, PCG,&
9     PHEAT, PHEAT0,&
10     PALBPLA,PTOPSW,PSOLSW,PTOPSW0,PSOLSW0,&
11     ZFSUP,ZFSDN,ZFSUP0,ZFSDN0,&
12     tauaero, pizaero, cgaero,&
13     PTAUA, POMEGAA,&
14     PTOPSWADAERO,PSOLSWADAERO,&
15     PTOPSWAD0AERO,PSOLSWAD0AERO,&
16     PTOPSWAIAERO,PSOLSWAIAERO,&
17     PTOPSWAERO,PTOPSW0AERO,&
18     PSOLSWAERO,PSOLSW0AERO,&
19     PTOPSWCFAERO,PSOLSWCFAERO,&
20     ok_ade, ok_aie )
21
22  USE dimphy
23
24  IMPLICIT NONE
25
26#include "YOMCST.h"
27#include "clesphys.h"
28  !
29  !     ------------------------------------------------------------------
30  !
31  !     PURPOSE.
32  !     --------
33  !
34  !          THIS ROUTINE COMPUTES THE SHORTWAVE RADIATION FLUXES IN TWO
35  !     SPECTRAL INTERVALS FOLLOWING FOUQUART AND BONNEL (1980).
36  !
37  !     METHOD.
38  !     -------
39  !
40  !          1. COMPUTES ABSORBER AMOUNTS                 (SWU)
41  !          2. COMPUTES FLUXES IN 1ST SPECTRAL INTERVAL  (SW1S)
42  !          3. COMPUTES FLUXES IN 2ND SPECTRAL INTERVAL  (SW2S)
43  !
44  !     REFERENCE.
45  !     ----------
46  !
47  !        SEE RADIATION'S PART OF THE ECMWF RESEARCH DEPARTMENT
48  !        DOCUMENTATION, AND FOUQUART AND BONNEL (1980)
49  !
50  !     AUTHOR.
51  !     -------
52  !        JEAN-JACQUES MORCRETTE  *ECMWF*
53  !
54  !     MODIFICATIONS.
55  !     --------------
56  !        ORIGINAL : 89-07-14
57  !        95-01-01   J.-J. MORCRETTE  Direct/Diffuse Albedo
58  !        03-11-27   J. QUAAS Introduce aerosol forcings (based on BOUCHER)
59  !        09-04      A. COZIC - C.DEANDREIS Indroduce NAT/BC/POM/DUST/SS aerosol forcing
60  !     ------------------------------------------------------------------
61  !
62  !* ARGUMENTS:
63  !
64  REAL(KIND=8) PSCT  ! constante solaire (valeur conseillee: 1370)
65
66  REAL(KIND=8) PPSOL(KDLON)        ! SURFACE PRESSURE (PA)
67  REAL(KIND=8) PDP(KDLON,KFLEV)    ! LAYER THICKNESS (PA)
68  REAL(KIND=8) PPMB(KDLON,KFLEV+1) ! HALF-LEVEL PRESSURE (MB)
69
70  REAL(KIND=8) PRMU0(KDLON)  ! COSINE OF ZENITHAL ANGLE
71  REAL(KIND=8) PFRAC(KDLON)  ! fraction de la journee
72
73  REAL(KIND=8) PTAVE(KDLON,KFLEV)  ! LAYER TEMPERATURE (K)
74  REAL(KIND=8) PWV(KDLON,KFLEV)    ! SPECIFI! HUMIDITY (KG/KG)
75  REAL(KIND=8) PQS(KDLON,KFLEV)    ! SATURATED WATER VAPOUR (KG/KG)
76  REAL(KIND=8) POZON(KDLON,KFLEV)  ! OZONE CONCENTRATION (KG/KG)
77  REAL(KIND=8) PAER(KDLON,KFLEV,5) ! AEROSOLS' OPTICAL THICKNESS
78
79  REAL(KIND=8) PALBD(KDLON,2)  ! albedo du sol (lumiere diffuse)
80  REAL(KIND=8) PALBP(KDLON,2)  ! albedo du sol (lumiere parallele)
81
82  REAL(KIND=8) PCLDSW(KDLON,KFLEV)    ! CLOUD FRACTION
83  REAL(KIND=8) PTAU(KDLON,2,KFLEV)    ! CLOUD OPTICAL THICKNESS
84  REAL(KIND=8) PCG(KDLON,2,KFLEV)     ! ASYMETRY FACTOR
85  REAL(KIND=8) POMEGA(KDLON,2,KFLEV)  ! SINGLE SCATTERING ALBEDO
86
87  REAL(KIND=8) PHEAT(KDLON,KFLEV) ! SHORTWAVE HEATING (K/DAY)
88  REAL(KIND=8) PHEAT0(KDLON,KFLEV)! SHORTWAVE HEATING (K/DAY) clear-sky
89  REAL(KIND=8) PALBPLA(KDLON)     ! PLANETARY ALBEDO
90  REAL(KIND=8) PTOPSW(KDLON)      ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A.
91  REAL(KIND=8) PSOLSW(KDLON)      ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE
92  REAL(KIND=8) PTOPSW0(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A. (CLEAR-SKY)
93  REAL(KIND=8) PSOLSW0(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE (CLEAR-SKY)
94  !
95  !* LOCAL VARIABLES:
96  !
97  real, parameter:: dobson_u = 2.1415e-05 ! Dobson unit, in kg m-2
98
99  REAL(KIND=8) ZOZ(KDLON,KFLEV)
100  ! column-density of ozone in layer, in kilo-Dobsons
101
102  REAL(KIND=8) ZAKI(KDLON,2)     
103  REAL(KIND=8) ZCLD(KDLON,KFLEV)
104  REAL(KIND=8) ZCLEAR(KDLON)
105  REAL(KIND=8) ZDSIG(KDLON,KFLEV)
106  REAL(KIND=8) ZFACT(KDLON)
107  REAL(KIND=8) ZFD(KDLON,KFLEV+1)
108  REAL(KIND=8) ZFDOWN(KDLON,KFLEV+1)
109  REAL(KIND=8) ZFU(KDLON,KFLEV+1)
110  REAL(KIND=8) ZFUP(KDLON,KFLEV+1)
111  REAL(KIND=8) ZRMU(KDLON)
112  REAL(KIND=8) ZSEC(KDLON)
113  REAL(KIND=8) ZUD(KDLON,5,KFLEV+1)
114  REAL(KIND=8) ZCLDSW0(KDLON,KFLEV)
115
116  REAL(KIND=8) ZFSUP(KDLON,KFLEV+1)
117  REAL(KIND=8) ZFSDN(KDLON,KFLEV+1)
118  REAL(KIND=8) ZFSUP0(KDLON,KFLEV+1)
119  REAL(KIND=8) ZFSDN0(KDLON,KFLEV+1)
120
121  INTEGER inu, jl, jk, i, k, kpl1
122
123  INTEGER swpas  ! Every swpas steps, sw is calculated
124  PARAMETER(swpas=1)
125
126  INTEGER, SAVE :: itapsw = 0
127  !$OMP THREADPRIVATE(itapsw)
128  LOGICAL, SAVE :: appel1er = .TRUE.
129  !$OMP THREADPRIVATE(appel1er)
130  LOGICAL, SAVE :: initialized = .FALSE.
131  !$OMP THREADPRIVATE(initialized)
132
133  !jq-Introduced for aerosol forcings
134  REAL(KIND=8), SAVE :: flag_aer
135  !$OMP THREADPRIVATE(flag_aer)
136
137  LOGICAL ok_ade, ok_aie    ! use aerosol forcings or not?
138  REAL(KIND=8) tauaero(kdlon,kflev,9,2)  ! aerosol optical properties
139  REAL(KIND=8) pizaero(kdlon,kflev,9,2)  ! (see aeropt.F)
140  REAL(KIND=8) cgaero(kdlon,kflev,9,2)   ! -"-
141  REAL(KIND=8) PTAUA(KDLON,2,KFLEV)    ! CLOUD OPTICAL THICKNESS (pre-industrial value)
142  REAL(KIND=8) POMEGAA(KDLON,2,KFLEV)  ! SINGLE SCATTERING ALBEDO
143  REAL(KIND=8) PTOPSWADAERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A.(+AEROSOL DIR)
144  REAL(KIND=8) PSOLSWADAERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE(+AEROSOL DIR)
145  REAL(KIND=8) PTOPSWAD0AERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A.(+AEROSOL DIR)
146  REAL(KIND=8) PSOLSWAD0AERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE(+AEROSOL DIR)
147  REAL(KIND=8) PTOPSWAIAERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A.(+AEROSOL IND)
148  REAL(KIND=8) PSOLSWAIAERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE(+AEROSOL IND)
149  REAL(KIND=8) PTOPSWAERO(KDLON,9)       ! SW TOA AS DRF nat & ant
150  REAL(KIND=8) PTOPSW0AERO(KDLON,9)      ! SW SRF AS DRF nat & ant
151  REAL(KIND=8) PSOLSWAERO(KDLON,9)       ! SW TOA CS DRF nat & ant
152  REAL(KIND=8) PSOLSW0AERO(KDLON,9)      ! SW SRF CS DRF nat & ant
153  REAL(KIND=8) PTOPSWCFAERO(KDLON,3)   !  SW TOA AS cloudRF nat & ant
154  REAL(KIND=8) PSOLSWCFAERO(KDLON,3)   !  SW SRF AS cloudRF nat & ant
155
156  !jq - Fluxes including aerosol effects
157  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSUPAD_AERO(:,:)
158  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUPAD_AERO)
159  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSDNAD_AERO(:,:)
160  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDNAD_AERO)
161  !jq - Fluxes including aerosol effects
162  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSUPAD0_AERO(:,:)
163  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUPAD0_AERO)
164  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSDNAD0_AERO(:,:)
165  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDNAD0_AERO)
166  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSUPAI_AERO(:,:)
167  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUPAI_AERO)
168  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSDNAI_AERO(:,:)
169  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDNAI_AERO)
170  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE ::  ZFSUP_AERO(:,:,:)
171  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUP_AERO)
172  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE ::  ZFSDN_AERO(:,:,:)
173  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDN_AERO)
174  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE ::  ZFSUP0_AERO(:,:,:)
175  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUP0_AERO)
176  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE ::  ZFSDN0_AERO(:,:,:)
177  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDN0_AERO)
178
179! Key to define the aerosol effect acting on climate
180! 0: aerosol feedback active according to ok_ade, ok_aie  DEFAULT
181! 1: no feedback , zero aerosol fluxes are used for climate, diagnostics according to ok_ade_ok_aie
182! 2: feedback according to total aerosol direct effect used for climate, diagnostics according to ok_ade, ok_aie
183! 3: feedback according to natural aerosol direct effect used for climate, diagnostics according to ok_ade_ok_aie
184
185  INTEGER,SAVE :: AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE = 0
186!$OMP THREADPRIVATE(AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE) 
187
188  IF ((.not. ok_ade) .and. (AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE .ge. 2)) THEN
189     print*,'Error: direct effect is not activated but assumed to be active - see sw_aeroAR4.F90'
190     stop
191  ENDIF
192  AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE=MIN(MAX(AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE,0),3)
193  IF  (AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE .gt. 3) THEN
194     print*,'Error: AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE options go only until 3'
195     stop
196  ENDIF
197
198  IF(.NOT.initialized) THEN
199     flag_aer=0.
200     initialized=.TRUE.
201     ALLOCATE(ZFSUPAD_AERO(KDLON,KFLEV+1))
202     ALLOCATE(ZFSDNAD_AERO(KDLON,KFLEV+1))
203     ALLOCATE(ZFSUPAD0_AERO(KDLON,KFLEV+1))
204     ALLOCATE(ZFSDNAD0_AERO(KDLON,KFLEV+1))
205     ALLOCATE(ZFSUPAI_AERO(KDLON,KFLEV+1))
206     ALLOCATE(ZFSDNAI_AERO(KDLON,KFLEV+1))
207     ALLOCATE(ZFSUP_AERO (KDLON,KFLEV+1,9))
208     ALLOCATE(ZFSDN_AERO (KDLON,KFLEV+1,9))
209     ALLOCATE(ZFSUP0_AERO(KDLON,KFLEV+1,9))
210     ALLOCATE(ZFSDN0_AERO(KDLON,KFLEV+1,9))
211     ZFSUPAD_AERO(:,:)=0.
212     ZFSDNAD_AERO(:,:)=0.
213     ZFSUPAD0_AERO(:,:)=0.
214     ZFSDNAD0_AERO(:,:)=0.
215     ZFSUPAI_AERO(:,:)=0.
216     ZFSDNAI_AERO(:,:)=0.
217     ZFSUP_AERO (:,:,:)=0.
218     ZFSDN_AERO (:,:,:)=0.
219     ZFSUP0_AERO(:,:,:)=0.
220     ZFSDN0_AERO(:,:,:)=0.
221  ENDIF
222
223  IF (appel1er) THEN
224     PRINT*, 'SW calling frequency : ', swpas
225     PRINT*, "   In general, it should be 1"
226     appel1er = .FALSE.
227  ENDIF
228  !     ------------------------------------------------------------------
229  IF (MOD(itapsw,swpas).EQ.0) THEN
230
231     DO JK = 1 , KFLEV
232        DO JL = 1, KDLON
233           ZCLDSW0(JL,JK) = 0.0
234           ZOZ(JL,JK) = POZON(JL,JK)*46.6968/RG &
235                *PDP(JL,JK)*(101325.0/PPSOL(JL))
236        ENDDO
237     ENDDO
238
239! clear sky is either computed IF no direct effect is asked for, or for extended diag)
240     IF (( lev_histmth .eq. 4 ) .or. ( .not. ok_ade )) THEN   
241
242     ! clear-sky: zero aerosol effect
243     flag_aer=0.0
244     CALL SWU_LMDAR4(PSCT,ZCLDSW0,PPMB,PPSOL,&
245          PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
246          ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
247     INU = 1
248     CALL SW1S_LMDAR4(INU,PAER, flag_aer, &
249          tauaero(:,:,1,:), pizaero(:,:,1,:), cgaero(:,:,1,:),&
250          PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, ZCLDSW0,&
251          ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
252          ZFD, ZFU)
253     INU = 2
254     CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer, &
255          tauaero(:,:,1,:), pizaero(:,:,1,:), cgaero(:,:,1,:),&
256          ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, ZCLDSW0,&
257          ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
258          PWV, PQS,&
259          ZFDOWN, ZFUP)
260     DO JK = 1 , KFLEV+1
261        DO JL = 1, KDLON
262           ZFSUP0_AERO(JL,JK,1) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
263           ZFSDN0_AERO(JL,JK,1) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
264        ENDDO
265     ENDDO
266     ENDIF
267
268! cloudy sky is either computed IF no indirect effect is asked for, or for extended diag)
269     IF (( lev_histmth .eq. 4 ) .or. ( .not. ok_aie )) THEN   
270     ! cloudy-sky: zero aerosol effect
271     flag_aer=0.0
272     CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
273          PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
274          ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
275     INU = 1
276     CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer, &
277          tauaero(:,:,1,:), pizaero(:,:,1,:), cgaero(:,:,1,:),&
278          PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
279          ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
280          ZFD, ZFU)
281     INU = 2
282     CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer, &
283          tauaero(:,:,1,:), pizaero(:,:,1,:), cgaero(:,:,1,:),&
284          ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
285          ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
286          PWV, PQS,&
287          ZFDOWN, ZFUP)
288
289     DO JK = 1 , KFLEV+1
290        DO JL = 1, KDLON
291           ZFSUP_AERO(JL,JK,1) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
292           ZFSDN_AERO(JL,JK,1) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
293        ENDDO
294     ENDDO
295     ENDIF
296
297
298     IF (ok_ade) THEN
299
300        ! clear sky (Anne Cozic 03/07/2007) direct effect of total aerosol
301        ! CAS AER (2)
302        flag_aer=1.0
303        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,ZCLDSW0,PPMB,PPSOL,&
304             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
305             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
306        INU = 1
307        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
308             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
309             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
310             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
311             ZFD, ZFU)
312        INU = 2
313        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
314             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
315             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
316             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
317             PWV, PQS,&
318             ZFDOWN, ZFUP)
319
320        DO JK = 1 , KFLEV+1
321           DO JL = 1, KDLON
322              ZFSUP0_AERO(JL,JK,2) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
323              ZFSDN0_AERO(JL,JK,2) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
324           ENDDO
325        ENDDO
326
327! cloudy sky is either computed IF no indirect effect is asked for, or for extended diag)
328        IF (( lev_histmth .eq. 4 ) .or. (.not. ok_aie)) THEN 
329        ! cloudy-sky aerosol direct effect of total aerosol
330        flag_aer=1.0
331        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
332             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
333             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
334        INU = 1
335        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
336             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
337             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
338             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
339             ZFD, ZFU)
340        INU = 2
341        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
342             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
343             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
344             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
345             PWV, PQS,&
346             ZFDOWN, ZFUP)
347
348        DO JK = 1 , KFLEV+1
349           DO JL = 1, KDLON
350              ZFSUP_AERO(JL,JK,2) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
351              ZFSDN_AERO(JL,JK,2) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
352           ENDDO
353        ENDDO
354        ENDIF
355
356! natural aeroosl clear sky is  computed  for extended diag)
357        IF ( lev_histmth .eq. 4 ) THEN           
358        ! clear sky direct effect natural aerosol
359        flag_aer=1.0
360        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,ZCLDSW0,PPMB,PPSOL,&
361             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
362             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
363        INU = 1
364        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
365             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
366             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
367             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
368             ZFD, ZFU)
369        INU = 2
370        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
371             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
372             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
373             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
374             PWV, PQS,&
375             ZFDOWN, ZFUP)
376
377        DO JK = 1 , KFLEV+1
378           DO JL = 1, KDLON
379              ZFSUP0_AERO(JL,JK,3) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
380              ZFSDN0_AERO(JL,JK,3) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
381           ENDDO
382        ENDDO
383        ENDIF
384
385! cloud sky natural is for extended diagnostics
386        IF ( lev_histmth .eq. 4 ) THEN
387        ! cloudy-sky direct effect natural aerosol
388        flag_aer=1.0
389        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
390             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
391             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
392        INU = 1
393        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
394             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
395             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
396             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
397             ZFD, ZFU)
398        INU = 2
399        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
400             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
401             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
402             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
403             PWV, PQS,&
404             ZFDOWN, ZFUP)
405
406        DO JK = 1 , KFLEV+1
407           DO JL = 1, KDLON
408              ZFSUP_AERO(JL,JK,3) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
409              ZFSDN_AERO(JL,JK,3) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
410           ENDDO
411        ENDDO
412        ENDIF
413
414     ENDIF ! ok_ade
415
416! cloudy sky needs to be computed in all cases IF ok_aie is activated
417     IF (ok_aie) THEN
418        !jq   cloudy-sky + aerosol direct + aerosol indirect of total aerosol
419        flag_aer=1.0
420        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
421             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
422             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
423        INU = 1
424        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
425             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
426             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
427             ZDSIG, POMEGAA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAUA, ZUD,&
428             ZFD, ZFU)
429        INU = 2
430        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
431             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
432             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
433             ZDSIG, POMEGAA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAUA, ZUD,&
434             PWV, PQS,&
435             ZFDOWN, ZFUP)
436        DO JK = 1 , KFLEV+1
437           DO JL = 1, KDLON
438              ZFSUP_AERO(JL,JK,4) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
439              ZFSDN_AERO(JL,JK,4) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
440           ENDDO
441        ENDDO
442     ENDIF ! ok_aie     
443
444     itapsw = 0
445  ENDIF
446  itapsw = itapsw + 1
447
448  IF  ( AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE .eq. 0) THEN
449  IF ( ok_ade .and. ok_aie  ) THEN
450    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,4)
451    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,4)
452    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,2)
453    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,2)
454  ENDIF
455  IF ( ok_ade .and. (.not. ok_aie) )  THEN
456    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,2)
457    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,2)
458    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,2)
459    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,2)
460  ENDIF
461
462  IF ( (.not. ok_ade) .and. ok_aie  )  THEN
463    print*,'Warning: indirect effect in cloudy regions includes direct aerosol effect'
464    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,4)
465    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,4)
466    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,1)
467    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,1)
468  ENDIF
469  IF ((.not. ok_ade) .and. (.not. ok_aie)) THEN
470    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,1)
471    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,1)
472    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,1)
473    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,1)
474  ENDIF
475
476! MS the following allows to compute the forcing diagostics without
477! letting the aerosol forcing act on the meteorology
478! SEE logic above
479  ELSEIF  ( AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE .gt. 0) THEN
480    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE)
481    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE)
482    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE)
483    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE)
484  ENDIF
485 
486
487  DO k = 1, KFLEV
488     kpl1 = k+1
489     DO i = 1, KDLON
490        PHEAT(i,k) = -(ZFSUP(i,kpl1)-ZFSUP(i,k))-(ZFSDN(i,k)-ZFSDN(i,kpl1))
491        PHEAT(i,k) = PHEAT(i,k) * RDAY*RG/RCPD / PDP(i,k)
492        PHEAT0(i,k) = -(ZFSUP0(i,kpl1)-ZFSUP0(i,k))-(ZFSDN0(i,k)-ZFSDN0(i,kpl1))
493        PHEAT0(i,k) = PHEAT0(i,k) * RDAY*RG/RCPD / PDP(i,k)
494     ENDDO
495  ENDDO
496
497  DO i = 1, KDLON
498! effective SW surface albedo calculation
499     PALBPLA(i) = ZFSUP(i,KFLEV+1)/(ZFSDN(i,KFLEV+1)+1.0e-20)
500     
501! clear sky net fluxes at TOA and SRF
502     PSOLSW0(i) = ZFSDN0(i,1) - ZFSUP0(i,1)
503     PTOPSW0(i) = ZFSDN0(i,KFLEV+1) - ZFSUP0(i,KFLEV+1)
504
505! cloudy sky net fluxes at TOA and SRF
506     PSOLSW(i) = ZFSDN(i,1) - ZFSUP(i,1)
507     PTOPSW(i) = ZFSDN(i,KFLEV+1) - ZFSUP(i,KFLEV+1)
508
509
510! net anthropogenic forcing direct and 1st indirect effect diagnostics
511! requires a natural aerosol field read and used
512! Difference of net fluxes from double call to radiation
513
514
515IF (ok_ade) THEN
516
517! indices 1: natural; 2 anthropogenic
518! TOA/SRF all sky natural forcing
519     PSOLSWAERO(i,1) = (ZFSDN_AERO(i,1,3) - ZFSUP_AERO(i,1,3))-(ZFSDN_AERO(i,1,1) - ZFSUP_AERO(i,1,1))
520     PTOPSWAERO(i,1) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,3))- (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,1) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,1))
521
522! TOA/SRF all sky anthropogenic forcing
523     PSOLSWAERO(i,2) = (ZFSDN_AERO(i,1,2) - ZFSUP_AERO(i,1,2))-(ZFSDN_AERO(i,1,3) - ZFSUP_AERO(i,1,3))
524     PTOPSWAERO(i,2) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,2) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,2))- (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,3))
525
526! TOA/SRF clear sky natural forcing
527     PSOLSW0AERO(i,1) = (ZFSDN0_AERO(i,1,3) - ZFSUP0_AERO(i,1,3))-(ZFSDN0_AERO(i,1,1) - ZFSUP0_AERO(i,1,1))
528     PTOPSW0AERO(i,1) = (ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,3))-(ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,1) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,1))
529
530! TOA/SRF clear sky anthropogenic forcing
531     PSOLSW0AERO(i,2) = (ZFSDN0_AERO(i,1,2) - ZFSUP0_AERO(i,1,2))-(ZFSDN0_AERO(i,1,3) - ZFSUP0_AERO(i,1,3))
532     PTOPSW0AERO(i,2) = (ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,2) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,2))-(ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,3))
533
534! Cloud forcing indices 1: natural; 2 anthropogenic; 3: zero aerosol direct effect
535! Instantaneously computed cloudy sky direct aerosol effect, cloud forcing due to aerosols above clouds
536! natural
537     PSOLSWCFAERO(i,1) = PSOLSWAERO(i,1) - PSOLSW0AERO(i,1)
538     PTOPSWCFAERO(i,1) = PTOPSWAERO(i,1) - PTOPSW0AERO(i,1)
539
540! Instantaneously computed cloudy SKY DIRECT aerosol effect, cloud forcing due to aerosols above clouds
541! anthropogenic
542     PSOLSWCFAERO(i,2) = PSOLSWAERO(i,2) - PSOLSW0AERO(i,2)
543     PTOPSWCFAERO(i,2) = PTOPSWAERO(i,2) - PTOPSW0AERO(i,2)
544
545! Cloudforcing without aerosol
546! zero
547     PSOLSWCFAERO(i,3) = (ZFSDN_AERO(i,1,1) - ZFSUP_AERO(i,1,1))-(ZFSDN0_AERO(i,1,1) - ZFSUP0_AERO(i,1,1))
548     PTOPSWCFAERO(i,3) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,1) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,1))- (ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,1) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,1))
549
550! direct anthropogenic forcing , as in old LMDzT, however differences of net fluxes
551     PSOLSWADAERO(i) = PSOLSWAERO(i,2)
552     PTOPSWADAERO(i) = PTOPSWAERO(i,2)
553     PSOLSWAD0AERO(i) = PSOLSW0AERO(i,2)
554     PTOPSWAD0AERO(i) = PTOPSW0AERO(i,2)
555
556ENDIF
557
558
559IF (ok_aie) THEN
560     PSOLSWAIAERO(i) = (ZFSDN_AERO(i,1,4) - ZFSUP_AERO(i,1,4))-(ZFSDN_AERO(i,1,2) - ZFSUP_AERO(i,1,2))
561     PTOPSWAIAERO(i) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,4) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,4))-(ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,2) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,2))
562ENDIF
563
564  ENDDO
565END SUBROUTINE SW_AEROAR4
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.