1 | ! |
---|
2 | ! $Header$ |
---|
3 | ! |
---|
4 | SUBROUTINE thermcell_main(itap,ngrid,nlay,ptimestep & |
---|
5 | & ,pplay,pplev,pphi,debut & |
---|
6 | & ,pu,pv,pt,po & |
---|
7 | & ,pduadj,pdvadj,pdtadj,pdoadj & |
---|
8 | & ,fm0,entr0,detr0,zqta,zqla,lmax & |
---|
9 | & ,ratqscth,ratqsdiff,zqsatth & |
---|
10 | & ,r_aspect,l_mix,tau_thermals & |
---|
11 | & ,Ale_bl,Alp_bl,lalim_conv,wght_th & |
---|
12 | & ,zmax0, f0,zw2,fraca) |
---|
13 | |
---|
14 | USE dimphy |
---|
15 | USE comgeomphy , ONLY:rlond,rlatd |
---|
16 | IMPLICIT NONE |
---|
17 | |
---|
18 | !======================================================================= |
---|
19 | ! Auteurs: Frederic Hourdin, Catherine Rio, Anne Mathieu |
---|
20 | ! Version du 09.02.07 |
---|
21 | ! Calcul du transport vertical dans la couche limite en presence |
---|
22 | ! de "thermiques" explicitement representes avec processus nuageux |
---|
23 | ! |
---|
24 | ! Réécriture à partir d'un listing papier à Habas, le 14/02/00 |
---|
25 | ! |
---|
26 | ! le thermique est supposé homogène et dissipé par mélange avec |
---|
27 | ! son environnement. la longueur l_mix contrôle l'efficacité du |
---|
28 | ! mélange |
---|
29 | ! |
---|
30 | ! Le calcul du transport des différentes espèces se fait en prenant |
---|
31 | ! en compte: |
---|
32 | ! 1. un flux de masse montant |
---|
33 | ! 2. un flux de masse descendant |
---|
34 | ! 3. un entrainement |
---|
35 | ! 4. un detrainement |
---|
36 | ! |
---|
37 | !======================================================================= |
---|
38 | |
---|
39 | !----------------------------------------------------------------------- |
---|
40 | ! declarations: |
---|
41 | ! ------------- |
---|
42 | |
---|
43 | #include "dimensions.h" |
---|
44 | #include "YOMCST.h" |
---|
45 | #include "YOETHF.h" |
---|
46 | #include "FCTTRE.h" |
---|
47 | #include "iniprint.h" |
---|
48 | |
---|
49 | ! arguments: |
---|
50 | ! ---------- |
---|
51 | |
---|
52 | !IM 140508 |
---|
53 | INTEGER itap |
---|
54 | |
---|
55 | INTEGER ngrid,nlay,w2di |
---|
56 | real tau_thermals |
---|
57 | real ptimestep,l_mix,r_aspect |
---|
58 | REAL pt(ngrid,nlay),pdtadj(ngrid,nlay) |
---|
59 | REAL pu(ngrid,nlay),pduadj(ngrid,nlay) |
---|
60 | REAL pv(ngrid,nlay),pdvadj(ngrid,nlay) |
---|
61 | REAL po(ngrid,nlay),pdoadj(ngrid,nlay) |
---|
62 | REAL pplay(ngrid,nlay),pplev(ngrid,nlay+1) |
---|
63 | real pphi(ngrid,nlay) |
---|
64 | |
---|
65 | ! local: |
---|
66 | ! ------ |
---|
67 | |
---|
68 | integer icount |
---|
69 | data icount/0/ |
---|
70 | save icount |
---|
71 | !$OMP THREADPRIVATE(icount) |
---|
72 | |
---|
73 | integer,save :: igout=1 |
---|
74 | !$OMP THREADPRIVATE(igout) |
---|
75 | integer,save :: lunout1=6 |
---|
76 | !$OMP THREADPRIVATE(lunout1) |
---|
77 | integer,save :: lev_out=10 |
---|
78 | !$OMP THREADPRIVATE(lev_out) |
---|
79 | |
---|
80 | INTEGER ig,k,l,ll |
---|
81 | real zsortie1d(klon) |
---|
82 | INTEGER lmax(klon),lmin(klon),lalim(klon) |
---|
83 | INTEGER lmix(klon) |
---|
84 | INTEGER lmix_bis(klon) |
---|
85 | real linter(klon) |
---|
86 | real zmix(klon) |
---|
87 | real zmax(klon),zw2(klon,klev+1),ztva(klon,klev),zw_est(klon,klev+1) |
---|
88 | ! real fraca(klon,klev) |
---|
89 | |
---|
90 | real zmax_sec(klon) |
---|
91 | !on garde le zmax du pas de temps precedent |
---|
92 | real zmax0(klon) |
---|
93 | !FH/IM save zmax0 |
---|
94 | |
---|
95 | real lambda |
---|
96 | |
---|
97 | real zlev(klon,klev+1),zlay(klon,klev) |
---|
98 | real deltaz(klon,klev) |
---|
99 | REAL zh(klon,klev) |
---|
100 | real zthl(klon,klev),zdthladj(klon,klev) |
---|
101 | REAL ztv(klon,klev) |
---|
102 | real zu(klon,klev),zv(klon,klev),zo(klon,klev) |
---|
103 | real zl(klon,klev) |
---|
104 | real zsortie(klon,klev) |
---|
105 | real zva(klon,klev) |
---|
106 | real zua(klon,klev) |
---|
107 | real zoa(klon,klev) |
---|
108 | |
---|
109 | real zta(klon,klev) |
---|
110 | real zha(klon,klev) |
---|
111 | real fraca(klon,klev+1) |
---|
112 | real zf,zf2 |
---|
113 | real thetath2(klon,klev),wth2(klon,klev),wth3(klon,klev) |
---|
114 | real q2(klon,klev) |
---|
115 | ! FH probleme de dimensionnement avec l'allocation dynamique |
---|
116 | ! common/comtherm/thetath2,wth2 |
---|
117 | |
---|
118 | real ratqscth(klon,klev) |
---|
119 | real var |
---|
120 | real vardiff |
---|
121 | real ratqsdiff(klon,klev) |
---|
122 | |
---|
123 | logical sorties |
---|
124 | real rho(klon,klev),rhobarz(klon,klev),masse(klon,klev) |
---|
125 | real zpspsk(klon,klev) |
---|
126 | |
---|
127 | real wmax(klon) |
---|
128 | real wmax_sec(klon) |
---|
129 | real fm0(klon,klev+1),entr0(klon,klev),detr0(klon,klev) |
---|
130 | real fm(klon,klev+1),entr(klon,klev),detr(klon,klev) |
---|
131 | |
---|
132 | real ztla(klon,klev),zqla(klon,klev),zqta(klon,klev) |
---|
133 | !niveau de condensation |
---|
134 | integer nivcon(klon) |
---|
135 | real zcon(klon) |
---|
136 | REAL CHI |
---|
137 | real zcon2(klon) |
---|
138 | real pcon(klon) |
---|
139 | real zqsat(klon,klev) |
---|
140 | real zqsatth(klon,klev) |
---|
141 | |
---|
142 | real f_star(klon,klev+1),entr_star(klon,klev) |
---|
143 | real detr_star(klon,klev) |
---|
144 | real alim_star_tot(klon),alim_star2(klon) |
---|
145 | real alim_star(klon,klev) |
---|
146 | real f(klon), f0(klon) |
---|
147 | !FH/IM save f0 |
---|
148 | real zlevinter(klon) |
---|
149 | logical debut |
---|
150 | real seuil |
---|
151 | |
---|
152 | ! |
---|
153 | !nouvelles variables pour la convection |
---|
154 | real Ale_bl(klon) |
---|
155 | real Alp_bl(klon) |
---|
156 | real alp_int(klon) |
---|
157 | real ale_int(klon) |
---|
158 | integer n_int(klon) |
---|
159 | real fm_tot(klon) |
---|
160 | real wght_th(klon,klev) |
---|
161 | integer lalim_conv(klon) |
---|
162 | !v1d logical therm |
---|
163 | !v1d save therm |
---|
164 | |
---|
165 | character*2 str2 |
---|
166 | character*10 str10 |
---|
167 | |
---|
168 | EXTERNAL SCOPY |
---|
169 | ! |
---|
170 | |
---|
171 | !----------------------------------------------------------------------- |
---|
172 | ! initialisation: |
---|
173 | ! --------------- |
---|
174 | ! |
---|
175 | |
---|
176 | seuil=0.25 |
---|
177 | |
---|
178 | if (debut) then |
---|
179 | fm0=0. |
---|
180 | entr0=0. |
---|
181 | detr0=0. |
---|
182 | |
---|
183 | |
---|
184 | ! #define wrgrads_thermcell |
---|
185 | #undef wrgrads_thermcell |
---|
186 | #ifdef wrgrads_thermcell |
---|
187 | ! Initialisation des sorties grads pour les thermiques. |
---|
188 | ! Pour l'instant en 1D sur le point igout. |
---|
189 | ! Utilise par thermcell_out3d.h |
---|
190 | str10='therm' |
---|
191 | call inigrads(1,1,rlond(igout),1.,-180.,180.,jjm, & |
---|
192 | & rlatd(igout),-90.,90.,1.,llm,pplay(igout,:),1., & |
---|
193 | & ptimestep,str10,'therm ') |
---|
194 | #endif |
---|
195 | |
---|
196 | |
---|
197 | |
---|
198 | endif |
---|
199 | |
---|
200 | fm=0. ; entr=0. ; detr=0. |
---|
201 | |
---|
202 | icount=icount+1 |
---|
203 | |
---|
204 | !IM 090508 beg |
---|
205 | !print*,'=====================================================================' |
---|
206 | !print*,'=====================================================================' |
---|
207 | !print*,' PAS ',icount,' PAS ',icount,' PAS ',icount,' PAS ',icount |
---|
208 | !print*,'=====================================================================' |
---|
209 | !print*,'=====================================================================' |
---|
210 | !IM 090508 end |
---|
211 | |
---|
212 | if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main V4' |
---|
213 | |
---|
214 | sorties=.true. |
---|
215 | IF(ngrid.NE.klon) THEN |
---|
216 | PRINT* |
---|
217 | PRINT*,'STOP dans convadj' |
---|
218 | PRINT*,'ngrid =',ngrid |
---|
219 | PRINT*,'klon =',klon |
---|
220 | ENDIF |
---|
221 | ! |
---|
222 | !Initialisation |
---|
223 | ! |
---|
224 | ! IF (1.eq.0) THEN |
---|
225 | ! do ig=1,klon |
---|
226 | !FH/IM 130308 if ((debut).or.((.not.debut).and.(f0(ig).lt.1.e-10))) then |
---|
227 | ! if ((.not.debut).and.(f0(ig).lt.1.e-10)) then |
---|
228 | ! f0(ig)=1.e-5 |
---|
229 | ! zmax0(ig)=40. |
---|
230 | !v1d therm=.false. |
---|
231 | ! endif |
---|
232 | ! enddo |
---|
233 | ! ENDIF !(1.eq.0) THEN |
---|
234 | print*,'WARNING thermcell_main f0=max(f0,1.e-2)' |
---|
235 | do ig=1,klon |
---|
236 | if (prt_level.ge.20) then |
---|
237 | print*,'th_main ig f0',ig,f0(ig) |
---|
238 | endif |
---|
239 | f0(ig)=max(f0(ig),1.e-2) |
---|
240 | !IMmarche pas ?! if (f0(ig)<1.e-2) f0(ig)=1.e-2 |
---|
241 | enddo |
---|
242 | |
---|
243 | !----------------------------------------------------------------------- |
---|
244 | ! Calcul de T,q,ql a partir de Tl et qT dans l environnement |
---|
245 | ! -------------------------------------------------------------------- |
---|
246 | ! |
---|
247 | CALL thermcell_env(ngrid,nlay,po,pt,pu,pv,pplay, & |
---|
248 | & pplev,zo,zh,zl,ztv,zthl,zu,zv,zpspsk,zqsat,lev_out) |
---|
249 | |
---|
250 | if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_env' |
---|
251 | |
---|
252 | !------------------------------------------------------------------------ |
---|
253 | ! -------------------- |
---|
254 | ! |
---|
255 | ! |
---|
256 | ! + + + + + + + + + + + |
---|
257 | ! |
---|
258 | ! |
---|
259 | ! wa, fraca, wd, fracd -------------------- zlev(2), rhobarz |
---|
260 | ! wh,wt,wo ... |
---|
261 | ! |
---|
262 | ! + + + + + + + + + + + zh,zu,zv,zo,rho |
---|
263 | ! |
---|
264 | ! |
---|
265 | ! -------------------- zlev(1) |
---|
266 | ! \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ |
---|
267 | ! |
---|
268 | ! |
---|
269 | |
---|
270 | !----------------------------------------------------------------------- |
---|
271 | ! Calcul des altitudes des couches |
---|
272 | !----------------------------------------------------------------------- |
---|
273 | |
---|
274 | do l=2,nlay |
---|
275 | zlev(:,l)=0.5*(pphi(:,l)+pphi(:,l-1))/RG |
---|
276 | enddo |
---|
277 | zlev(:,1)=0. |
---|
278 | zlev(:,nlay+1)=(2.*pphi(:,klev)-pphi(:,klev-1))/RG |
---|
279 | do l=1,nlay |
---|
280 | zlay(:,l)=pphi(:,l)/RG |
---|
281 | enddo |
---|
282 | !calcul de l epaisseur des couches |
---|
283 | do l=1,nlay |
---|
284 | deltaz(:,l)=zlev(:,l+1)-zlev(:,l) |
---|
285 | enddo |
---|
286 | |
---|
287 | ! print*,'2 OK convect8' |
---|
288 | !----------------------------------------------------------------------- |
---|
289 | ! Calcul des densites |
---|
290 | !----------------------------------------------------------------------- |
---|
291 | |
---|
292 | do l=1,nlay |
---|
293 | rho(:,l)=pplay(:,l)/(zpspsk(:,l)*RD*ztv(:,l)) |
---|
294 | enddo |
---|
295 | |
---|
296 | !IM |
---|
297 | print*,'WARNING thermcell_main rhobarz(:,1)=rho(:,1)' |
---|
298 | rhobarz(:,1)=rho(:,1) |
---|
299 | |
---|
300 | do l=2,nlay |
---|
301 | rhobarz(:,l)=0.5*(rho(:,l)+rho(:,l-1)) |
---|
302 | enddo |
---|
303 | |
---|
304 | !calcul de la masse |
---|
305 | do l=1,nlay |
---|
306 | masse(:,l)=(pplev(:,l)-pplev(:,l+1))/RG |
---|
307 | enddo |
---|
308 | |
---|
309 | if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres initialisation' |
---|
310 | |
---|
311 | !------------------------------------------------------------------ |
---|
312 | ! |
---|
313 | ! /|\ |
---|
314 | ! -------- | F_k+1 ------- |
---|
315 | ! ----> D_k |
---|
316 | ! /|\ <---- E_k , A_k |
---|
317 | ! -------- | F_k --------- |
---|
318 | ! ----> D_k-1 |
---|
319 | ! <---- E_k-1 , A_k-1 |
---|
320 | ! |
---|
321 | ! |
---|
322 | ! |
---|
323 | ! |
---|
324 | ! |
---|
325 | ! --------------------------- |
---|
326 | ! |
---|
327 | ! ----- F_lmax+1=0 ---------- \ |
---|
328 | ! lmax (zmax) | |
---|
329 | ! --------------------------- | |
---|
330 | ! | |
---|
331 | ! --------------------------- | |
---|
332 | ! | |
---|
333 | ! --------------------------- | |
---|
334 | ! | |
---|
335 | ! --------------------------- | |
---|
336 | ! | |
---|
337 | ! --------------------------- | |
---|
338 | ! | E |
---|
339 | ! --------------------------- | D |
---|
340 | ! | |
---|
341 | ! --------------------------- | |
---|
342 | ! | |
---|
343 | ! --------------------------- \ | |
---|
344 | ! lalim | | |
---|
345 | ! --------------------------- | | |
---|
346 | ! | | |
---|
347 | ! --------------------------- | | |
---|
348 | ! | A | |
---|
349 | ! --------------------------- | | |
---|
350 | ! | | |
---|
351 | ! --------------------------- | | |
---|
352 | ! lmin (=1 pour le moment) | | |
---|
353 | ! ----- F_lmin=0 ------------ / / |
---|
354 | ! |
---|
355 | ! --------------------------- |
---|
356 | ! ////////////////////////// |
---|
357 | ! |
---|
358 | ! |
---|
359 | !============================================================================= |
---|
360 | ! Calculs initiaux ne faisant pas intervenir les changements de phase |
---|
361 | !============================================================================= |
---|
362 | |
---|
363 | !------------------------------------------------------------------ |
---|
364 | ! 1. alim_star est le profil vertical de l'alimentation à la base du |
---|
365 | ! panache thermique, calculé à partir de la flotabilité de l'air sec |
---|
366 | ! 2. lmin et lalim sont les indices inferieurs et superieurs de alim_star |
---|
367 | !------------------------------------------------------------------ |
---|
368 | ! |
---|
369 | entr_star=0. ; detr_star=0. ; alim_star=0. ; alim_star_tot=0. |
---|
370 | CALL thermcell_init(ngrid,nlay,ztv,zlay,zlev, & |
---|
371 | & lalim,lmin,alim_star,alim_star_tot,lev_out) |
---|
372 | |
---|
373 | call test_ltherm(ngrid,nlay,pplev,pplay,lmin,seuil,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_init lmin ') |
---|
374 | call test_ltherm(ngrid,nlay,pplev,pplay,lalim,seuil,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_init lalim ') |
---|
375 | |
---|
376 | |
---|
377 | if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_init' |
---|
378 | if (prt_level.ge.10) then |
---|
379 | write(lunout1,*) 'Dans thermcell_main 1' |
---|
380 | write(lunout1,*) 'lmin ',lmin(igout) |
---|
381 | write(lunout1,*) 'lalim ',lalim(igout) |
---|
382 | write(lunout1,*) ' ig l alim_star thetav' |
---|
383 | write(lunout1,'(i6,i4,2e15.5)') (igout,l,alim_star(igout,l) & |
---|
384 | & ,ztv(igout,l),l=1,lalim(igout)+4) |
---|
385 | endif |
---|
386 | |
---|
387 | !v1d do ig=1,klon |
---|
388 | !v1d if (alim_star(ig,1).gt.1.e-10) then |
---|
389 | !v1d therm=.true. |
---|
390 | !v1d endif |
---|
391 | !v1d enddo |
---|
392 | !----------------------------------------------------------------------------- |
---|
393 | ! 3. wmax_sec et zmax_sec sont les vitesses et altitudes maximum d'un |
---|
394 | ! panache sec conservatif (e=d=0) alimente selon alim_star |
---|
395 | ! Il s'agit d'un calcul de type CAPE |
---|
396 | ! zmax_sec est utilisé pour déterminer la géométrie du thermique. |
---|
397 | !------------------------------------------------------------------------------ |
---|
398 | ! |
---|
399 | CALL thermcell_dry(ngrid,nlay,zlev,pphi,ztv,alim_star, & |
---|
400 | & lalim,lmin,zmax_sec,wmax_sec,lev_out) |
---|
401 | |
---|
402 | call test_ltherm(ngrid,nlay,pplev,pplay,lmin,seuil,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_dry lmin ') |
---|
403 | call test_ltherm(ngrid,nlay,pplev,pplay,lalim,seuil,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_dry lalim ') |
---|
404 | |
---|
405 | if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_dry' |
---|
406 | if (prt_level.ge.10) then |
---|
407 | write(lunout1,*) 'Dans thermcell_main 1b' |
---|
408 | write(lunout1,*) 'lmin ',lmin(igout) |
---|
409 | write(lunout1,*) 'lalim ',lalim(igout) |
---|
410 | write(lunout1,*) ' ig l alim_star entr_star detr_star f_star ' |
---|
411 | write(lunout1,'(i6,i4,e15.5)') (igout,l,alim_star(igout,l) & |
---|
412 | & ,l=1,lalim(igout)+4) |
---|
413 | endif |
---|
414 | |
---|
415 | |
---|
416 | |
---|
417 | !--------------------------------------------------------------------------------- |
---|
418 | !calcul du melange et des variables dans le thermique |
---|
419 | !-------------------------------------------------------------------------------- |
---|
420 | ! |
---|
421 | if (prt_level.ge.1) print*,'avant thermcell_plume ',lev_out |
---|
422 | !IM 140508 CALL thermcell_plume(ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,po,zl,rhobarz, & |
---|
423 | CALL thermcell_plume(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,po,zl,rhobarz, & |
---|
424 | & zlev,pplev,pphi,zpspsk,l_mix,r_aspect,alim_star,alim_star_tot, & |
---|
425 | & lalim,zmax_sec,f0,detr_star,entr_star,f_star,ztva, & |
---|
426 | & ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter & |
---|
427 | & ,lev_out,lunout1,igout) |
---|
428 | if (prt_level.ge.1) print*,'apres thermcell_plume ',lev_out |
---|
429 | |
---|
430 | call test_ltherm(ngrid,nlay,pplev,pplay,lalim,seuil,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_plum lalim ') |
---|
431 | call test_ltherm(ngrid,nlay,pplev,pplay,lmix ,seuil,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_plum lmix ') |
---|
432 | |
---|
433 | if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_plume' |
---|
434 | if (prt_level.ge.10) then |
---|
435 | write(lunout1,*) 'Dans thermcell_main 2' |
---|
436 | write(lunout1,*) 'lmin ',lmin(igout) |
---|
437 | write(lunout1,*) 'lalim ',lalim(igout) |
---|
438 | write(lunout1,*) ' ig l alim_star entr_star detr_star f_star ' |
---|
439 | write(lunout1,'(i6,i4,4e15.5)') (igout,l,alim_star(igout,l),entr_star(igout,l),detr_star(igout,l) & |
---|
440 | & ,f_star(igout,l+1),l=1,nint(linter(igout))+5) |
---|
441 | endif |
---|
442 | |
---|
443 | !------------------------------------------------------------------------------- |
---|
444 | ! Calcul des caracteristiques du thermique:zmax,zmix,wmax |
---|
445 | !------------------------------------------------------------------------------- |
---|
446 | ! |
---|
447 | CALL thermcell_height(ngrid,nlay,lalim,lmin,linter,lmix,zw2, & |
---|
448 | & zlev,lmax,zmax,zmax0,zmix,wmax,lev_out) |
---|
449 | |
---|
450 | |
---|
451 | call test_ltherm(ngrid,nlay,pplev,pplay,lalim,seuil,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lalim ') |
---|
452 | call test_ltherm(ngrid,nlay,pplev,pplay,lmin ,seuil,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmin ') |
---|
453 | call test_ltherm(ngrid,nlay,pplev,pplay,lmix ,seuil,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmix ') |
---|
454 | call test_ltherm(ngrid,nlay,pplev,pplay,lmax ,seuil,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmax ') |
---|
455 | |
---|
456 | if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_height' |
---|
457 | |
---|
458 | !------------------------------------------------------------------------------- |
---|
459 | ! Fermeture,determination de f |
---|
460 | !------------------------------------------------------------------------------- |
---|
461 | ! |
---|
462 | !avant closure: on redéfinit lalim, alim_star_tot et alim_star |
---|
463 | ! do ig=1,klon |
---|
464 | ! do l=2,lalim(ig) |
---|
465 | ! alim_star(ig,l)=entr_star(ig,l) |
---|
466 | ! entr_star(ig,l)=0. |
---|
467 | ! enddo |
---|
468 | ! enddo |
---|
469 | |
---|
470 | CALL thermcell_closure(ngrid,nlay,r_aspect,ptimestep,rho, & |
---|
471 | & zlev,lalim,alim_star,alim_star_tot,zmax_sec,wmax_sec,zmax,wmax,f,lev_out) |
---|
472 | |
---|
473 | if(prt_level.ge.1)print*,'thermcell_closure apres thermcell_closure' |
---|
474 | |
---|
475 | if (tau_thermals>1.) then |
---|
476 | lambda=exp(-ptimestep/tau_thermals) |
---|
477 | f0=(1.-lambda)*f+lambda*f0 |
---|
478 | else |
---|
479 | f0=f |
---|
480 | endif |
---|
481 | |
---|
482 | ! Test valable seulement en 1D mais pas genant |
---|
483 | if (.not. (f0(1).ge.0.) ) then |
---|
484 | stop'Dans thermcell_main' |
---|
485 | endif |
---|
486 | |
---|
487 | !------------------------------------------------------------------------------- |
---|
488 | !deduction des flux |
---|
489 | !------------------------------------------------------------------------------- |
---|
490 | |
---|
491 | CALL thermcell_flux2(ngrid,nlay,ptimestep,masse, & |
---|
492 | & lalim,lmax,alim_star, & |
---|
493 | & entr_star,detr_star,f,rhobarz,zlev,zw2,fm,entr, & |
---|
494 | & detr,zqla,lev_out,lunout1,igout) |
---|
495 | !IM 060508 & detr,zqla,zmax,lev_out,lunout,igout) |
---|
496 | |
---|
497 | if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_flux' |
---|
498 | call test_ltherm(ngrid,nlay,pplev,pplay,lalim,seuil,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_flux lalim ') |
---|
499 | call test_ltherm(ngrid,nlay,pplev,pplay,lmax ,seuil,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_flux lmax ') |
---|
500 | |
---|
501 | !------------------------------------------------------------------ |
---|
502 | ! On ne prend pas directement les profils issus des calculs precedents |
---|
503 | ! mais on s'autorise genereusement une relaxation vers ceci avec |
---|
504 | ! une constante de temps tau_thermals (typiquement 1800s). |
---|
505 | !------------------------------------------------------------------ |
---|
506 | |
---|
507 | if (tau_thermals>1.) then |
---|
508 | lambda=exp(-ptimestep/tau_thermals) |
---|
509 | fm0=(1.-lambda)*fm+lambda*fm0 |
---|
510 | entr0=(1.-lambda)*entr+lambda*entr0 |
---|
511 | ! detr0=(1.-lambda)*detr+lambda*detr0 |
---|
512 | else |
---|
513 | fm0=fm |
---|
514 | entr0=entr |
---|
515 | detr0=detr |
---|
516 | endif |
---|
517 | |
---|
518 | !c------------------------------------------------------------------ |
---|
519 | ! calcul du transport vertical |
---|
520 | !------------------------------------------------------------------ |
---|
521 | |
---|
522 | call thermcell_dq(ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,masse, & |
---|
523 | & zthl,zdthladj,zta,lev_out) |
---|
524 | call thermcell_dq(ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,masse, & |
---|
525 | & po,pdoadj,zoa,lev_out) |
---|
526 | |
---|
527 | !------------------------------------------------------------------ |
---|
528 | ! Calcul de la fraction de l'ascendance |
---|
529 | !------------------------------------------------------------------ |
---|
530 | do ig=1,klon |
---|
531 | fraca(ig,1)=0. |
---|
532 | fraca(ig,nlay+1)=0. |
---|
533 | enddo |
---|
534 | do l=2,nlay |
---|
535 | do ig=1,klon |
---|
536 | if (zw2(ig,l).gt.1.e-10) then |
---|
537 | fraca(ig,l)=fm(ig,l)/(rhobarz(ig,l)*zw2(ig,l)) |
---|
538 | else |
---|
539 | fraca(ig,l)=0. |
---|
540 | endif |
---|
541 | enddo |
---|
542 | enddo |
---|
543 | |
---|
544 | !------------------------------------------------------------------ |
---|
545 | ! calcul du transport vertical du moment horizontal |
---|
546 | !------------------------------------------------------------------ |
---|
547 | |
---|
548 | !IM 090508 |
---|
549 | if (1.eq.1) then |
---|
550 | !IM 070508 vers. _dq |
---|
551 | ! if (1.eq.0) then |
---|
552 | |
---|
553 | |
---|
554 | ! Calcul du transport de V tenant compte d'echange par gradient |
---|
555 | ! de pression horizontal avec l'environnement |
---|
556 | |
---|
557 | call thermcell_dv2(ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,masse & |
---|
558 | & ,fraca,zmax & |
---|
559 | & ,zu,zv,pduadj,pdvadj,zua,zva,lev_out) |
---|
560 | !IM 050508 & ,zu,zv,pduadj,pdvadj,zua,zva,igout,lev_out) |
---|
561 | else |
---|
562 | |
---|
563 | ! calcul purement conservatif pour le transport de V |
---|
564 | call thermcell_dq(ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,masse & |
---|
565 | & ,zu,pduadj,zua,lev_out) |
---|
566 | call thermcell_dq(ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,masse & |
---|
567 | & ,zv,pdvadj,zva,lev_out) |
---|
568 | endif |
---|
569 | |
---|
570 | ! print*,'13 OK convect8' |
---|
571 | do l=1,nlay |
---|
572 | do ig=1,ngrid |
---|
573 | pdtadj(ig,l)=zdthladj(ig,l)*zpspsk(ig,l) |
---|
574 | enddo |
---|
575 | enddo |
---|
576 | |
---|
577 | if (prt_level.ge.1) print*,'14 OK convect8' |
---|
578 | !------------------------------------------------------------------ |
---|
579 | ! Calculs de diagnostiques pour les sorties |
---|
580 | !------------------------------------------------------------------ |
---|
581 | !calcul de fraca pour les sorties |
---|
582 | |
---|
583 | if (sorties) then |
---|
584 | if (prt_level.ge.1) print*,'14a OK convect8' |
---|
585 | ! calcul du niveau de condensation |
---|
586 | ! initialisation |
---|
587 | do ig=1,ngrid |
---|
588 | nivcon(ig)=0 |
---|
589 | zcon(ig)=0. |
---|
590 | enddo |
---|
591 | !nouveau calcul |
---|
592 | do ig=1,ngrid |
---|
593 | CHI=zh(ig,1)/(1669.0-122.0*zo(ig,1)/zqsat(ig,1)-zh(ig,1)) |
---|
594 | pcon(ig)=pplay(ig,1)*(zo(ig,1)/zqsat(ig,1))**CHI |
---|
595 | enddo |
---|
596 | do k=1,nlay |
---|
597 | do ig=1,ngrid |
---|
598 | if ((pcon(ig).le.pplay(ig,k)) & |
---|
599 | & .and.(pcon(ig).gt.pplay(ig,k+1))) then |
---|
600 | zcon2(ig)=zlay(ig,k)-(pcon(ig)-pplay(ig,k))/(RG*rho(ig,k))/100. |
---|
601 | endif |
---|
602 | enddo |
---|
603 | enddo |
---|
604 | if (prt_level.ge.1) print*,'14b OK convect8' |
---|
605 | do k=nlay,1,-1 |
---|
606 | do ig=1,ngrid |
---|
607 | if (zqla(ig,k).gt.1e-10) then |
---|
608 | nivcon(ig)=k |
---|
609 | zcon(ig)=zlev(ig,k) |
---|
610 | endif |
---|
611 | enddo |
---|
612 | enddo |
---|
613 | if (prt_level.ge.1) print*,'14c OK convect8' |
---|
614 | !calcul des moments |
---|
615 | !initialisation |
---|
616 | do l=1,nlay |
---|
617 | do ig=1,ngrid |
---|
618 | q2(ig,l)=0. |
---|
619 | wth2(ig,l)=0. |
---|
620 | wth3(ig,l)=0. |
---|
621 | ratqscth(ig,l)=0. |
---|
622 | ratqsdiff(ig,l)=0. |
---|
623 | enddo |
---|
624 | enddo |
---|
625 | if (prt_level.ge.1) print*,'14d OK convect8' |
---|
626 | print*,'WARNING thermcell_main wth2=0. si zw2 > 1.e-10' |
---|
627 | do l=1,nlay |
---|
628 | do ig=1,ngrid |
---|
629 | zf=fraca(ig,l) |
---|
630 | zf2=zf/(1.-zf) |
---|
631 | ! |
---|
632 | if (prt_level.ge.10) print*,'14e OK convect8 ig,l,zf,zf2',ig,l,zf,zf2 |
---|
633 | ! |
---|
634 | if (prt_level.ge.10) print*,'14f OK convect8 ig,l,zha zh zpspsk ',ig,l,zha(ig,l),zh(ig,l),zpspsk(ig,l) |
---|
635 | thetath2(ig,l)=zf2*(zha(ig,l)-zh(ig,l)/zpspsk(ig,l))**2 |
---|
636 | if(zw2(ig,l).gt.1.e-10) then |
---|
637 | wth2(ig,l)=zf2*(zw2(ig,l))**2 |
---|
638 | else |
---|
639 | wth2(ig,l)=0. |
---|
640 | endif |
---|
641 | ! print*,'wth2=',wth2(ig,l) |
---|
642 | wth3(ig,l)=zf2*(1-2.*fraca(ig,l))/(1-fraca(ig,l)) & |
---|
643 | & *zw2(ig,l)*zw2(ig,l)*zw2(ig,l) |
---|
644 | if (prt_level.ge.10) print*,'14g OK convect8 ig,l,po',ig,l,po(ig,l) |
---|
645 | q2(ig,l)=zf2*(zqta(ig,l)*1000.-po(ig,l)*1000.)**2 |
---|
646 | !test: on calcul q2/po=ratqsc |
---|
647 | ratqscth(ig,l)=sqrt(max(q2(ig,l),1.e-6)/(po(ig,l)*1000.)) |
---|
648 | enddo |
---|
649 | enddo |
---|
650 | !calcul de ale_bl et alp_bl |
---|
651 | !pour le calcul d'une valeur intégrée entre la surface et lmax |
---|
652 | do ig=1,ngrid |
---|
653 | alp_int(ig)=0. |
---|
654 | ale_int(ig)=0. |
---|
655 | n_int(ig)=0 |
---|
656 | enddo |
---|
657 | ! |
---|
658 | do l=1,nlay |
---|
659 | do ig=1,ngrid |
---|
660 | if(l.LE.lmax(ig)) THEN |
---|
661 | alp_int(ig)=alp_int(ig)+0.5*rhobarz(ig,l)*wth3(ig,l) |
---|
662 | ale_int(ig)=ale_int(ig)+0.5*zw2(ig,l)**2 |
---|
663 | n_int(ig)=n_int(ig)+1 |
---|
664 | endif |
---|
665 | enddo |
---|
666 | enddo |
---|
667 | ! print*,'avant calcul ale et alp' |
---|
668 | !calcul de ALE et ALP pour la convection |
---|
669 | do ig=1,ngrid |
---|
670 | ! Alp_bl(ig)=0.5*rhobarz(ig,lmix_bis(ig))*wth3(ig,lmix(ig)) |
---|
671 | ! Alp_bl(ig)=0.5*rhobarz(ig,nivcon(ig))*wth3(ig,nivcon(ig)) |
---|
672 | ! Alp_bl(ig)=0.5*rhobarz(ig,lmix(ig))*wth3(ig,lmix(ig)) |
---|
673 | ! & *0.1 |
---|
674 | !valeur integree de alp_bl * 0.5: |
---|
675 | if (n_int(ig).gt.0) then |
---|
676 | Alp_bl(ig)=0.5*alp_int(ig)/n_int(ig) |
---|
677 | ! if (Alp_bl(ig).lt.0.) then |
---|
678 | ! Alp_bl(ig)=0. |
---|
679 | endif |
---|
680 | ! endif |
---|
681 | ! write(18,*),'rhobarz,wth3,Alp',rhobarz(ig,nivcon(ig)), |
---|
682 | ! s wth3(ig,nivcon(ig)),Alp_bl(ig) |
---|
683 | ! write(18,*),'ALP_BL',Alp_bl(ig),lmix(ig) |
---|
684 | ! Ale_bl(ig)=0.5*zw2(ig,lmix_bis(ig))**2 |
---|
685 | ! if (nivcon(ig).eq.1) then |
---|
686 | ! Ale_bl(ig)=0. |
---|
687 | ! else |
---|
688 | !valeur max de ale_bl: |
---|
689 | Ale_bl(ig)=0.5*zw2(ig,lmix(ig))**2 |
---|
690 | ! & /2. |
---|
691 | ! & *0.1 |
---|
692 | ! Ale_bl(ig)=0.5*zw2(ig,lmix_bis(ig))**2 |
---|
693 | ! if (n_int(ig).gt.0) then |
---|
694 | ! Ale_bl(ig)=ale_int(ig)/n_int(ig) |
---|
695 | ! Ale_bl(ig)=4. |
---|
696 | ! endif |
---|
697 | ! endif |
---|
698 | ! Ale_bl(ig)=0.5*wth2(ig,lmix_bis(ig)) |
---|
699 | ! Ale_bl(ig)=wth2(ig,nivcon(ig)) |
---|
700 | ! write(19,*),'wth2,ALE_BL',wth2(ig,nivcon(ig)),Ale_bl(ig) |
---|
701 | enddo |
---|
702 | !test:calcul de la ponderation des couches pour KE |
---|
703 | !initialisations |
---|
704 | ! print*,'ponderation' |
---|
705 | do ig=1,ngrid |
---|
706 | fm_tot(ig)=0. |
---|
707 | enddo |
---|
708 | do ig=1,ngrid |
---|
709 | do k=1,klev |
---|
710 | wght_th(ig,k)=1. |
---|
711 | enddo |
---|
712 | enddo |
---|
713 | do ig=1,ngrid |
---|
714 | ! lalim_conv(ig)=lmix_bis(ig) |
---|
715 | !la hauteur de la couche alim_conv = hauteur couche alim_therm |
---|
716 | lalim_conv(ig)=lalim(ig) |
---|
717 | ! zentr(ig)=zlev(ig,lalim(ig)) |
---|
718 | enddo |
---|
719 | do ig=1,ngrid |
---|
720 | do k=1,lalim_conv(ig) |
---|
721 | fm_tot(ig)=fm_tot(ig)+fm(ig,k) |
---|
722 | enddo |
---|
723 | enddo |
---|
724 | do ig=1,ngrid |
---|
725 | do k=1,lalim_conv(ig) |
---|
726 | if (fm_tot(ig).gt.1.e-10) then |
---|
727 | ! wght_th(ig,k)=fm(ig,k)/fm_tot(ig) |
---|
728 | endif |
---|
729 | !on pondere chaque couche par a* |
---|
730 | if (alim_star(ig,k).gt.1.e-10) then |
---|
731 | wght_th(ig,k)=alim_star(ig,k) |
---|
732 | else |
---|
733 | wght_th(ig,k)=1. |
---|
734 | endif |
---|
735 | enddo |
---|
736 | enddo |
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737 | ! print*,'apres wght_th' |
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738 | !test pour prolonger la convection |
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739 | do ig=1,ngrid |
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740 | !v1d if ((alim_star(ig,1).lt.1.e-10).and.(therm)) then |
---|
741 | if ((alim_star(ig,1).lt.1.e-10)) then |
---|
742 | lalim_conv(ig)=1 |
---|
743 | wght_th(ig,1)=1. |
---|
744 | ! print*,'lalim_conv ok',lalim_conv(ig),wght_th(ig,1) |
---|
745 | endif |
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746 | enddo |
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747 | |
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748 | !calcul du ratqscdiff |
---|
749 | if (prt_level.ge.1) print*,'14e OK convect8' |
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750 | var=0. |
---|
751 | vardiff=0. |
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752 | ratqsdiff(:,:)=0. |
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753 | do ig=1,ngrid |
---|
754 | do l=1,lalim(ig) |
---|
755 | var=var+alim_star(ig,l)*zqta(ig,l)*1000. |
---|
756 | enddo |
---|
757 | enddo |
---|
758 | if (prt_level.ge.1) print*,'14f OK convect8' |
---|
759 | do ig=1,ngrid |
---|
760 | do l=1,lalim(ig) |
---|
761 | zf=fraca(ig,l) |
---|
762 | zf2=zf/(1.-zf) |
---|
763 | vardiff=vardiff+alim_star(ig,l) & |
---|
764 | & *(zqta(ig,l)*1000.-var)**2 |
---|
765 | ! ratqsdiff=ratqsdiff+alim_star(ig,l)* |
---|
766 | ! s (zqta(ig,l)*1000.-po(ig,l)*1000.)**2 |
---|
767 | enddo |
---|
768 | enddo |
---|
769 | if (prt_level.ge.1) print*,'14g OK convect8' |
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770 | do l=1,nlay |
---|
771 | do ig=1,ngrid |
---|
772 | ratqsdiff(ig,l)=sqrt(vardiff)/(po(ig,l)*1000.) |
---|
773 | ! write(11,*)'ratqsdiff=',ratqsdiff(ig,l) |
---|
774 | enddo |
---|
775 | enddo |
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776 | !-------------------------------------------------------------------- |
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777 | ! |
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778 | !ecriture des fichiers sortie |
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779 | ! print*,'15 OK convect8' |
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780 | |
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781 | if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main sorties 3D' |
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782 | #ifdef wrgrads_thermcell |
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783 | #include "thermcell_out3d.h" |
---|
784 | #endif |
---|
785 | |
---|
786 | endif |
---|
787 | |
---|
788 | if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main FIN OK' |
---|
789 | |
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790 | ! if(icount.eq.501) stop'au pas 301 dans thermcell_main' |
---|
791 | return |
---|
792 | end |
---|
793 | |
---|
794 | !----------------------------------------------------------------------------- |
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795 | |
---|
796 | subroutine test_ltherm(klon,klev,pplev,pplay,long,seuil,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,comment) |
---|
797 | IMPLICIT NONE |
---|
798 | #include "iniprint.h" |
---|
799 | |
---|
800 | integer i, k, klon,klev |
---|
801 | real pplev(klon,klev+1),pplay(klon,klev) |
---|
802 | real ztv(klon,klev) |
---|
803 | real po(klon,klev) |
---|
804 | real ztva(klon,klev) |
---|
805 | real zqla(klon,klev) |
---|
806 | real f_star(klon,klev) |
---|
807 | real zw2(klon,klev) |
---|
808 | integer long(klon) |
---|
809 | real seuil |
---|
810 | character*21 comment |
---|
811 | |
---|
812 | if (prt_level.ge.1) THEN |
---|
813 | print*,'WARNING !!! TEST ',comment |
---|
814 | endif |
---|
815 | return |
---|
816 | |
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817 | ! test sur la hauteur des thermiques ... |
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818 | do i=1,klon |
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819 | !IMtemp if (pplay(i,long(i)).lt.seuil*pplev(i,1)) then |
---|
820 | if (prt_level.ge.10) then |
---|
821 | print*,'WARNING ',comment,' au point ',i,' K= ',long(i) |
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822 | print*,' K P(MB) THV(K) Qenv(g/kg)THVA QLA(g/kg) F* W2' |
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823 | do k=1,klev |
---|
824 | write(6,'(i3,7f10.3)') k,pplay(i,k),ztv(i,k),1000*po(i,k),ztva(i,k),1000*zqla(i,k),f_star(i,k),zw2(i,k) |
---|
825 | enddo |
---|
826 | ! stop |
---|
827 | endif |
---|
828 | enddo |
---|
829 | |
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830 | |
---|
831 | return |
---|
832 | end |
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833 | |
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