source: LMDZ5/branches/IPSLCM5A2.1_ISO/libf/phyiso/phytrac_mod.F90

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Line 
1!$Id$
2MODULE phytrac_mod
3!=================================================================================
4! Interface between the LMDZ physical package and tracer computation.
5! Chemistry modules (INCA, Reprobus or the more specific traclmdz routine)
6! are called from phytrac.
7!
8!======================================================================
9! Auteur(s) FH
10! Objet: Moniteur general des tendances traceurs
11!
12! iflag_vdf_trac : Options for activating transport by vertical diffusion :
13!     1. notmal
14!     0. emission is injected in the first layer only, without diffusion
15!    -1  no emission & no diffusion
16! Modification 2013/07/22 : transformed into a module to pass tendencies to
17!     physics outputs. Additional keys for controling activation of sub processes.
18! Modification R. Pilon 10 octobre 2012 large scale scavenging incloud_scav + bc_scav
19! Modification R. Pilon 01 janvier 2012 transport+scavenging KE scheme : cvltr
20!=================================================================================
21
22!
23! Tracer tendencies, for outputs
24!-------------------------------
25  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_cl  ! Td couche limite/traceur
26  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_dec                            !RomP
27  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_cv  ! Td convection/traceur
28! RomP >>>
29  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_insc
30  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_bcscav
31  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_evapls
32  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_ls
33  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_trsp
34  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_sscav
35  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_sat
36  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_uscav
37  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: qPr,qDi ! concentration tra dans pluie,air descente insaturee
38  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: qPa,qMel
39  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: qTrdi,dtrcvMA ! conc traceur descente air insaturee et td convective MA
40! RomP <<<
41  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_th  ! Td thermique
42  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_lessi_impa ! Td du lessivage par impaction
43  REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: d_tr_lessi_nucl ! Td du lessivage par nucleation
44  REAL,DIMENSION(:,:),ALLOCATABLE,SAVE      :: qPrls      !jyg: concentration tra dans pluie LS a la surf.
45  REAL,DIMENSION(:,:),ALLOCATABLE,SAVE      :: d_tr_dry ! Td depot sec/traceur (1st layer),ALLOCATABLE,SAVE  jyg
46  REAL,DIMENSION(:,:),ALLOCATABLE,SAVE      :: flux_tr_dry ! depot sec/traceur (surface),ALLOCATABLE,SAVE    jyg
47
48!$OMP THREADPRIVATE(qPa,qMel,qTrdi,dtrcvMA,d_tr_th,d_tr_lessi_impa,d_tr_lessi_nucl)
49!$OMP THREADPRIVATE(d_tr_trsp,d_tr_sscav,d_tr_sat,d_tr_uscav,qPr,qDi)
50!$OMP THREADPRIVATE(d_tr_insc,d_tr_bcscav,d_tr_evapls,d_tr_ls,qPrls)
51!$OMP THREADPRIVATE(d_tr,d_tr_cl,d_tr_dry,flux_tr_dry,d_tr_dec,d_tr_cv)
52
53
54CONTAINS
55
56  SUBROUTINE phytrac(                                 &
57       nstep,     julien,   gmtime,   debutphy,       &
58       lafin,     pdtphys,  u, v,     t_seri,         &
59       paprs,     pplay,    pmfu,     pmfd,           &
60       pen_u,     pde_u,    pen_d,    pde_d,          &
61       cdragh,    coefh,    fm_therm, entr_therm,     &
62       yu1,       yv1,      ftsol,    pctsrf,         &
63       ustar,     u10m,      v10m,                    &
64       wstar,     ale_bl,      ale_wake,              &
65       xlat,      xlon,                               &
66       frac_impa,frac_nucl,beta_fisrt,beta_v1,        &
67       presnivs,  pphis,    pphi,     albsol,         &
68       sh,        rh,       cldfra,   rneb,           &
69       diafra,    cldliq,   itop_con, ibas_con,       &
70       pmflxr,    pmflxs,   prfl,     psfl,           &
71       da,        phi,      mp,       upwd,           &
72       phi2,      d1a,      dam,      sij, wght_cvfd, &   ! RomP +RL
73       wdtrainA,  wdtrainM, sigd,     clw, elij,      &   ! RomP
74       evap,      ep,       epmlmMm,  eplaMm,         &   ! RomP
75       dnwd,      aerosol_couple,     flxmass_w,      &
76       tau_aero,  piz_aero,  cg_aero, ccm,            &
77       rfname,                                        &
78       d_tr_dyn,                                      &   ! RomP
79       tr_seri)         
80    !
81    !======================================================================
82    ! Auteur(s) FH
83    ! Objet: Moniteur general des tendances traceurs
84    ! Modification R. Pilon 01 janvier 2012 transport+scavenging KE scheme : cvltr
85    ! Modification R. Pilon 10 octobre 2012 large scale scavenging incloud_scav + bc_scav
86    !======================================================================
87
88    USE ioipsl
89    USE phys_cal_mod, only : hour
90    USE dimphy
91    USE infotrac_phy, ONLY: nbtr, type_trac, conv_flg, solsym, pbl_flg
92    USE mod_grid_phy_lmdz
93    USE mod_phys_lmdz_para
94    USE iophy
95    USE traclmdz_mod
96    USE tracinca_mod
97    USE tracreprobus_mod
98    USE indice_sol_mod
99
100    USE mod_phys_lmdz_mpi_data, ONLY :  is_mpi_root
101    USE print_control_mod, ONLY: lunout
102    USE aero_mod, ONLY : naero_grp
103
104    IMPLICIT NONE
105
106    INCLUDE "YOMCST.h"
107    INCLUDE "clesphys.h"
108    INCLUDE "thermcell.h"
109    !==========================================================================
110    !                   -- ARGUMENT DESCRIPTION --
111    !==========================================================================
112
113    ! Input arguments
114    !----------------
115    !Configuration grille,temps:
116    INTEGER,INTENT(IN) :: nstep      ! Appel physique
117    INTEGER,INTENT(IN) :: julien     ! Jour julien
118    REAL,INTENT(IN)    :: gmtime     ! Heure courante
119    REAL,INTENT(IN)    :: pdtphys    ! Pas d'integration pour la physique (seconde)
120    LOGICAL,INTENT(IN) :: debutphy   ! le flag de l'initialisation de la physique
121    LOGICAL,INTENT(IN) :: lafin      ! le flag de la fin de la physique
122
123    REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: xlat    ! latitudes pour chaque point
124    REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: xlon    ! longitudes pour chaque point
125    !
126    !Physique:
127    !--------
128    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: t_seri  ! Temperature
129    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: u       ! variable not used
130    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: v       ! variable not used
131    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: sh      ! humidite specifique
132    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: rh      ! humidite relative
133    REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: paprs   ! pression pour chaque inter-couche (en Pa)
134    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: pplay   ! pression pour le mileu de chaque couche (en Pa)
135    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: pphi    ! geopotentiel
136    REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN)        :: pphis
137    REAL,DIMENSION(klev),INTENT(IN)        :: presnivs
138    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: cldliq  ! eau liquide nuageuse
139    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: cldfra  ! fraction nuageuse (tous les nuages)
140    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: diafra  ! fraction nuageuse (convection ou stratus artificiels)
141    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: rneb    ! fraction nuageuse (grande echelle)
142    !
143    REAL                                   :: ql_incl ! contenu en eau liquide nuageuse dans le nuage ! ql_incl=oliq/rneb
144    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: beta_fisrt ! taux de conversion de l'eau cond (de fisrtilp)
145    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(out)  :: beta_v1    ! -- (originale version)
146
147    !
148    INTEGER,DIMENSION(klon),INTENT(IN)     :: itop_con
149    INTEGER,DIMENSION(klon),INTENT(IN)     :: ibas_con
150    REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN)        :: albsol  ! albedo surface
151    !
152    !Dynamique
153    !--------
154    REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr),INTENT(IN)    :: d_tr_dyn
155    !
156    !Convection:
157    !----------
158    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pmfu  ! flux de masse dans le panache montant
159    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pmfd  ! flux de masse dans le panache descendant
160    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pen_u ! flux entraine dans le panache montant
161    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pde_u ! flux detraine dans le panache montant
162    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pen_d ! flux entraine dans le panache descendant
163    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pde_d ! flux detraine dans le panache descendant
164
165    !...Tiedke     
166    REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN)   :: pmflxr, pmflxs ! Flux precipitant de pluie, neige aux interfaces [convection]
167    REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN)   :: prfl, psfl ! Flux precipitant de pluie, neige aux interfaces [large-scale]
168
169    LOGICAL,INTENT(IN)                       :: aerosol_couple
170    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)     :: flxmass_w
171    REAL,DIMENSION(klon,klev,naero_grp,2),INTENT(IN) :: tau_aero
172    REAL,DIMENSION(klon,klev,naero_grp,2),INTENT(IN) :: piz_aero
173    REAL,DIMENSION(klon,klev,naero_grp,2),INTENT(IN) :: cg_aero
174    CHARACTER(len=4),DIMENSION(naero_grp),INTENT(IN) :: rfname
175    REAL,DIMENSION(klon,klev,2),INTENT(IN)   :: ccm
176    !... K.Emanuel
177    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)     :: da
178    REAL,DIMENSION(klon,klev,klev),INTENT(IN):: phi
179    ! RomP >>>
180    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)      :: d1a,dam
181    REAL,DIMENSION(klon,klev,klev),INTENT(IN) :: phi2
182    !
183    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)      :: wdtrainA
184    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)      :: wdtrainM
185    REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN)           :: sigd
186    ! ---- RomP flux entraine, detraine et precipitant kerry Emanuel
187    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)      :: evap
188    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)      :: ep
189    REAL,DIMENSION(klon,klev,klev),INTENT(IN) :: sij
190    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)      :: wght_cvfd          !RL
191    REAL,DIMENSION(klon,klev,klev),INTENT(IN) :: elij
192    REAL,DIMENSION(klon,klev,klev),INTENT(IN) :: epmlmMm
193    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)      :: eplaMm
194    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)      :: clw
195    ! RomP <<<
196
197    !
198    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)     :: mp
199    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)     :: upwd      ! saturated updraft mass flux
200    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)     :: dnwd      ! saturated downdraft mass flux
201    !
202    !Thermiques:
203    !----------
204    REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN)   :: fm_therm
205    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)     :: entr_therm
206    !
207    !Couche limite:
208    !--------------
209    !
210    !
211    REAL,DIMENSION(:),INTENT(IN)   :: cdragh          ! (klon) coeff drag pour T et Q
212    REAL,DIMENSION(:,:),INTENT(IN) :: coefh           ! (klon,klev) coeff melange CL (m**2/s)
213    REAL,DIMENSION(:),INTENT(IN)   :: ustar,u10m,v10m ! (klon) u* & vent a 10m (m/s)
214    REAL,DIMENSION(:),INTENT(IN)   :: wstar,ale_bl,ale_wake ! (klon) w* and Avail. Lifting Ener.
215    REAL,DIMENSION(:),INTENT(IN)   :: yu1             ! (klon) vents au premier niveau
216    REAL,DIMENSION(:),INTENT(IN)   :: yv1             ! (klon) vents au premier niveau
217
218    !
219    !Lessivage:
220    !----------
221    !
222    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE, SAVE :: ccntrAA
223    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE, SAVE :: ccntrENV
224    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE, SAVE :: coefcoli
225    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE, SAVE :: flag_cvltr
226!$OMP THREADPRIVATE(ccntrAA,ccntrENV,coefcoli,flag_cvltr)
227    REAL, DIMENSION(klon,klev) :: ccntrAA_3d
228    REAL, DIMENSION(klon,klev) :: ccntrENV_3d
229    REAL, DIMENSION(klon,klev) :: coefcoli_3d
230    !
231    ! pour le ON-LINE
232    !
233    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: frac_impa ! fraction d'aerosols non impactes
234    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: frac_nucl ! fraction d'aerosols non nuclees
235
236    ! Arguments necessaires pour les sources et puits de traceur:
237    REAL,DIMENSION(klon,nbsrf),INTENT(IN) :: ftsol  ! Temperature du sol (surf)(Kelvin)
238    REAL,DIMENSION(klon,nbsrf),INTENT(IN) :: pctsrf ! Pourcentage de sol (nature du sol)
239
240
241    ! Output argument
242    !----------------
243    REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr),INTENT(INOUT) :: tr_seri ! Concentration Traceur [U/KgA]
244    REAL,DIMENSION(klon,klev)                    :: sourceBE
245    !=======================================================================================
246    !                        -- LOCAL VARIABLES --
247    !=======================================================================================
248
249    INTEGER :: i, k, it
250    INTEGER :: nsplit
251
252    !Sources et Reservoirs de traceurs (ex:Radon):
253    !--------------------------------------------
254    !
255    REAL,DIMENSION(:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: source  ! a voir lorsque le flux de surface est prescrit
256!$OMP THREADPRIVATE(source)
257
258    !
259    !Entrees/Sorties: (cf ini_histrac.h et write_histrac.h) 
260    !---------------
261    INTEGER                   :: iiq, ierr
262    INTEGER                   :: nhori, nvert
263    REAL                      :: zsto, zout, zjulian
264    INTEGER,SAVE              :: nid_tra     ! pointe vers le fichier histrac.nc         
265!$OMP THREADPRIVATE(nid_tra)
266    REAL,DIMENSION(klon)      :: zx_tmp_fi2d ! variable temporaire grille physique
267    INTEGER                   :: itau_w      ! pas de temps ecriture = nstep + itau_phy
268    LOGICAL,PARAMETER         :: ok_sync=.TRUE.
269
270    !
271    ! Nature du traceur
272    !------------------
273    LOGICAL,DIMENSION(:),ALLOCATABLE,SAVE :: aerosol  ! aerosol(it) = true  => aerosol => lessivage
274!$OMP THREADPRIVATE(aerosol)                        ! aerosol(it) = false => gaz
275    REAL,DIMENSION(klon,klev)             :: delp     ! epaisseur de couche (Pa)
276    !
277    ! Tendances de traceurs (Td) et flux de traceurs:
278    !------------------------
279    REAL,DIMENSION(klon,klev)      :: d_tr     ! Td dans l'atmosphere
280    REAL,DIMENSION(klon,klev)      :: Mint
281    REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: zmfd1a
282    REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: zmfdam
283    REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: zmfphi2
284    ! Physique
285    !----------
286    REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: flestottr ! flux de lessivage dans chaque couche
287    REAL,DIMENSION(klon,klev)      :: zmasse    ! densité atmosphérique Kg/m2
288    REAL,DIMENSION(klon,klev)      :: ztra_th
289    !PhH
290    REAL,DIMENSION(klon,klev)      :: zrho
291    REAL,DIMENSION(klon,klev)      :: zdz
292    REAL                           :: evaplsc,dx,beta ! variable pour lessivage Genthon
293    REAL,DIMENSION(klon)           :: his_dh          ! ---
294    ! in-cloud scav variables
295    REAL           :: ql_incloud_ref     ! ref value of in-cloud condensed water content
296
297    !Controles:
298    !---------
299    INTEGER,SAVE :: iflag_vdf_trac,iflag_con_trac,iflag_the_trac
300    INTEGER,SAVE  :: iflag_con_trac_omp, iflag_vdf_trac_omp,iflag_the_trac_omp
301!$OMP THREADPRIVATE(iflag_vdf_trac,iflag_con_trac,iflag_the_trac)
302
303    LOGICAL,SAVE :: lessivage
304!$OMP THREADPRIVATE(lessivage)
305
306    !RomP >>>
307    INTEGER,SAVE  :: iflag_lscav_omp,iflag_lscav
308    REAL, SAVE ::   ccntrAA_in,ccntrAA_omp
309    REAL, SAVE ::   ccntrENV_in,ccntrENV_omp
310    REAL, SAVE ::   coefcoli_in,coefcoli_omp
311
312    LOGICAL,SAVE  :: convscav_omp,convscav
313!$OMP THREADPRIVATE(iflag_lscav)
314!$OMP THREADPRIVATE(ccntrAA_in,ccntrENV_in,coefcoli_in)
315!$OMP THREADPRIVATE(convscav)
316    !RomP <<<
317    !######################################################################
318    !                    -- INITIALIZATION --
319    !######################################################################
320    IF (debutphy) THEN
321       ALLOCATE(d_tr_cl(klon,klev,nbtr),d_tr_dry(klon,nbtr))
322       ALLOCATE(flux_tr_dry(klon,nbtr),d_tr_dec(klon,klev,nbtr),d_tr_cv(klon,klev,nbtr))
323       ALLOCATE(d_tr_insc(klon,klev,nbtr),d_tr_bcscav(klon,klev,nbtr))
324       ALLOCATE(d_tr_evapls(klon,klev,nbtr),d_tr_ls(klon,klev,nbtr))
325       ALLOCATE(qPrls(klon,nbtr),d_tr_trsp(klon,klev,nbtr))
326       ALLOCATE(d_tr_sscav(klon,klev,nbtr),d_tr_sat(klon,klev,nbtr))
327       ALLOCATE(d_tr_uscav(klon,klev,nbtr),qPr(klon,klev,nbtr),qDi(klon,klev,nbtr))
328       ALLOCATE(qPa(klon,klev,nbtr),qMel(klon,klev,nbtr))
329       ALLOCATE(qTrdi(klon,klev,nbtr),dtrcvMA(klon,klev,nbtr))
330       ALLOCATE(d_tr_th(klon,klev,nbtr))
331       ALLOCATE(d_tr_lessi_impa(klon,klev,nbtr),d_tr_lessi_nucl(klon,klev,nbtr))
332    ENDIF
333
334    DO k=1,klev
335       DO i=1,klon
336          sourceBE(i,k)=0.
337          Mint(i,k)=0.
338          zrho(i,k)=0.
339          zdz(i,k)=0.
340       END DO
341    END DO
342
343    DO it=1, nbtr
344       DO k=1,klev
345          DO i=1,klon
346             d_tr_insc(i,k,it)=0.
347             d_tr_bcscav(i,k,it)=0.
348             d_tr_evapls(i,k,it)=0.
349             d_tr_ls(i,k,it)=0.
350             d_tr_cv(i,k,it)=0.
351             d_tr_cl(i,k,it)=0.
352             d_tr_trsp(i,k,it)=0.
353             d_tr_sscav(i,k,it)=0.
354             d_tr_sat(i,k,it)=0.
355             d_tr_uscav(i,k,it)=0.
356             d_tr_lessi_impa(i,k,it)=0.
357             d_tr_lessi_nucl(i,k,it)=0.
358             qDi(i,k,it)=0.
359             qPr(i,k,it)=0.
360             qPa(i,k,it)=0.
361             qMel(i,k,it)=0.
362             qTrdi(i,k,it)=0.
363             dtrcvMA(i,k,it)=0.
364             zmfd1a(i,k,it)=0.
365             zmfdam(i,k,it)=0.
366             zmfphi2(i,k,it)=0.
367          END DO
368       END DO
369    END DO
370
371    DO k = 1, klev
372       DO i = 1, klon
373          delp(i,k) = paprs(i,k)-paprs(i,k+1)
374       END DO
375    END DO
376
377    IF (debutphy) THEN
378       !!jyg
379!$OMP BARRIER
380       ecrit_tra=86400. ! frequence de stokage en dur
381       ! obsolete car remplace par des ecritures dans phys_output_write
382       !RomP >>>
383       !
384       !Config Key  = convscav
385       !Config Desc = Convective scavenging switch: 0=off, 1=on.
386       !Config Def  = .false.
387       !Config Help =
388       !
389!$OMP MASTER
390       convscav_omp=.false.
391       call getin('convscav', convscav_omp)
392       iflag_vdf_trac_omp=1
393       call getin('iflag_vdf_trac', iflag_vdf_trac_omp)
394       iflag_con_trac_omp=1
395       call getin('iflag_con_trac', iflag_con_trac_omp)
396       iflag_the_trac_omp=1
397       call getin('iflag_the_trac', iflag_the_trac_omp)
398!$OMP END MASTER
399!$OMP BARRIER
400       convscav=convscav_omp
401       iflag_vdf_trac=iflag_vdf_trac_omp
402       iflag_con_trac=iflag_con_trac_omp
403       iflag_the_trac=iflag_the_trac_omp
404       write(lunout,*) 'phytrac passage dans routine conv avec lessivage', convscav
405       !
406       !Config Key  = iflag_lscav
407       !Config Desc = Large scale scavenging parametrization: 0=none, 1=old(Genthon92),
408       !              2=1+PHeinrich, 3=Reddy_Boucher2004, 4=3+RPilon.
409       !Config Def  = 1
410       !Config Help =
411       !
412!$OMP MASTER
413       iflag_lscav_omp=1
414       call getin('iflag_lscav', iflag_lscav_omp)
415       ccntrAA_omp=1
416       ccntrENV_omp=1.
417       coefcoli_omp=0.001
418       call getin('ccntrAA', ccntrAA_omp)
419       call getin('ccntrENV', ccntrENV_omp)
420       call getin('coefcoli', coefcoli_omp)
421!$OMP END MASTER
422!$OMP BARRIER
423       iflag_lscav=iflag_lscav_omp
424       ccntrAA_in=ccntrAA_omp
425       ccntrENV_in=ccntrENV_omp
426       coefcoli_in=coefcoli_omp
427       !
428       SELECT CASE(iflag_lscav)
429       CASE(0)
430          WRITE(lunout,*)  'Large scale scavenging: none'
431       CASE(1)
432          WRITE(lunout,*)  'Large scale scavenging: C. Genthon, Tellus(1992), 44B, 371-389'
433       CASE(2)
434          WRITE(lunout,*)  'Large scale scavenging: C. Genthon, modified P. Heinrich'
435       CASE(3)
436          WRITE(lunout,*)  'Large scale scavenging: M. Shekkar Reddy and O. Boucher, JGR(2004), 109, D14202'
437       CASE(4)
438          WRITE(lunout,*)  'Large scale scavenging: Reddy and Boucher, modified R. Pilon'
439       END SELECT
440       !RomP <<<
441       WRITE(*,*) 'FIRST TIME IN PHYTRAC : pdtphys(sec) = ',pdtphys,'ecrit_tra (sec) = ',ecrit_tra
442       ALLOCATE( source(klon,nbtr), stat=ierr)
443       IF (ierr /= 0) CALL abort_physic('phytrac', 'pb in allocation 1',1)
444
445       ALLOCATE( aerosol(nbtr), stat=ierr)
446       IF (ierr /= 0) CALL abort_physic('phytrac', 'pb in allocation 2',1)
447
448
449       ! Initialize module for specific tracers
450       SELECT CASE(type_trac)
451       CASE('lmdz')
452          CALL traclmdz_init(pctsrf,xlat,xlon,ftsol,tr_seri,t_seri,pplay,sh,pdtphys,aerosol,lessivage)
453       CASE('inca')
454          source(:,:)=0.
455          CALL tracinca_init(aerosol,lessivage)
456       CASE('repr')
457          source(:,:)=0.
458       END SELECT
459
460       !
461       !--initialising coefficients for scavenging in the case of NP
462       !
463       ALLOCATE(flag_cvltr(nbtr))
464       IF (iflag_con.EQ.3) THEN
465          !
466          ALLOCATE(ccntrAA(nbtr))
467          ALLOCATE(ccntrENV(nbtr))
468          ALLOCATE(coefcoli(nbtr))
469          !
470          DO it=1, nbtr
471             SELECT CASE(type_trac)
472             CASE('lmdz')
473                IF (convscav.and.aerosol(it)) THEN
474                   flag_cvltr(it)=.true.
475                   ccntrAA(it) =ccntrAA_in    !--a modifier par JYG a lire depuis fichier
476                   ccntrENV(it)=ccntrENV_in
477                   coefcoli(it)=coefcoli_in
478                ELSE
479                   flag_cvltr(it)=.false.
480                ENDIF
481
482             CASE('inca')
483!                IF ((it.EQ.id_Rn222) .OR. ((it.GE.id_SO2) .AND. (it.LE.id_NH3)) ) THEN
484!                   !--gas-phase species
485!                   flag_cvltr(it)=.false.
486!
487!                ELSEIF ( (it.GE.id_CIDUSTM) .AND. (it.LE.id_AIN) ) THEN
488!                   !--insoluble aerosol species
489!                   flag_cvltr(it)=.true.
490!                   ccntrAA(it)=0.7
491!                   ccntrENV(it)=0.7
492!                   coefcoli(it)=0.001
493!                ELSEIF ( (it.EQ.id_Pb210) .OR. ((it.GE.id_CSSSM) .AND. (it.LE.id_SSN))) THEN
494!                   !--soluble aerosol species
495!                   flag_cvltr(it)=.true.
496!                   ccntrAA(it)=0.9
497!                   ccntrENV(it)=0.9
498!                   coefcoli(it)=0.001
499!                ELSE
500!                   WRITE(lunout,*) 'pb it=', it
501!                   CALL abort_physic('phytrac','pb it scavenging',1)
502!                ENDIF
503                !--test OB
504                !--for now we do not scavenge in cvltr
505                flag_cvltr(it)=.false.
506             END SELECT
507          ENDDO
508          !
509       ELSE ! iflag_con .ne. 3
510          flag_cvltr(:) = .false.
511       ENDIF
512       !
513       ! Initialize diagnostic output
514       ! ----------------------------
515#ifdef CPP_IOIPSL
516       !     INCLUDE "ini_histrac.h"
517#endif
518       !
519       ! print out all tracer flags
520       !
521       WRITE(lunout,*) 'print out all tracer flags'
522       WRITE(lunout,*) 'type_trac      =', type_trac
523       WRITE(lunout,*) 'config_inca    =', config_inca
524       WRITE(lunout,*) 'iflag_con_trac =', iflag_con_trac
525       WRITE(lunout,*) 'iflag_con      =', iflag_con
526       WRITE(lunout,*) 'convscav       =', convscav
527       WRITE(lunout,*) 'iflag_lscav    =', iflag_lscav
528       WRITE(lunout,*) 'aerosol        =', aerosol
529       WRITE(lunout,*) 'iflag_the_trac =', iflag_the_trac
530       WRITE(lunout,*) 'iflag_thermals =', iflag_thermals
531       WRITE(lunout,*) 'iflag_vdf_trac =', iflag_vdf_trac
532       WRITE(lunout,*) 'pbl_flg        =', pbl_flg
533       WRITE(lunout,*) 'lessivage      =', lessivage
534       write(lunout,*)  'flag_cvltr    = ', flag_cvltr
535
536       IF (lessivage.AND.config_inca.EQ.'inca') THEN
537          CALL abort_physic('phytrac', 'lessivage=T config_inca=inca impossible',1)
538          STOP
539       ENDIF
540       !
541    END IF ! of IF (debutphy)
542    !############################################ END INITIALIZATION #######
543
544    DO k=1,klev
545       DO i=1,klon
546          zmasse(i,k)=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/rg
547       END DO
548    END DO
549    !
550    IF (id_be .GT. 0) THEN
551       DO k=1,klev
552          DO i=1,klon
553             sourceBE(i,k)=srcbe(i,k)       !RomP  -> pour sortie histrac
554          END DO
555       END DO
556    ENDIF
557
558    !===============================================================================
559    !    -- Do specific treatment according to chemestry model or local LMDZ tracers
560    !     
561    !===============================================================================
562    SELECT CASE(type_trac)
563    CASE('lmdz')
564       !    -- Traitement des traceurs avec traclmdz
565       CALL traclmdz(nstep, julien, gmtime, pdtphys, t_seri, paprs, pplay, &
566            cdragh,  coefh, yu1, yv1, ftsol, pctsrf, xlat, xlon,iflag_vdf_trac>=0,sh, &
567            rh, pphi, ustar, wstar, ale_bl, ale_wake,  u10m, v10m, &
568            tr_seri, source, d_tr_cl,d_tr_dec, zmasse)               !RomP
569
570    CASE('inca')
571       !    -- CHIMIE INCA  config_inca = aero or chem --
572
573       CALL tracinca(&
574            nstep,    julien,   gmtime,         lafin,     &
575            pdtphys,  t_seri,   paprs,          pplay,     &
576            pmfu,     upwd,     ftsol,  pctsrf, pphis,     &
577            pphi,     albsol,   sh,             rh,        &
578            cldfra,   rneb,     diafra,         cldliq,    &
579            itop_con, ibas_con, pmflxr,         pmflxs,    &
580            prfl,     psfl,     aerosol_couple, flxmass_w, &
581            tau_aero, piz_aero, cg_aero,        ccm,       &
582            rfname,                                        &
583            tr_seri,  source)     
584
585    CASE('repr')
586       !   -- CHIMIE REPROBUS --
587
588       CALL tracreprobus(pdtphys, gmtime, debutphy, julien, &
589            presnivs, xlat, xlon, pphis, pphi, &
590            t_seri, pplay, paprs, sh , &
591            tr_seri)
592
593    END SELECT
594    !======================================================================
595    !       -- Calcul de l'effet de la convection --
596    !======================================================================
597
598    IF (iflag_con_trac==1) THEN
599
600       DO it=1, nbtr
601          IF ( conv_flg(it) == 0 ) CYCLE
602          IF (iflag_con.LT.2) THEN
603             !--pas de transport convectif
604
605             d_tr_cv(:,:,it)=0.
606          ELSE IF (iflag_con.EQ.2) THEN
607             !--ancien transport convectif de Tiedtke
608
609             CALL nflxtr(pdtphys, pmfu, pmfd, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d, &
610                  pplay, paprs, tr_seri(:,:,it), d_tr_cv(:,:,it))
611          ELSE   
612             !--nouveau transport convectif de Emanuel
613
614             IF (flag_cvltr(it)) THEN
615                !--nouveau transport convectif de Emanuel avec lessivage convectif
616                !
617                !
618                ccntrAA_3d(:,:) =ccntrAA(it)
619                ccntrENV_3d(:,:)=ccntrENV(it)
620                coefcoli_3d(:,:)=coefcoli(it)
621
622                !--beware this interface is a bit weird because it is called for each tracer
623                !--with the full array tr_seri even if only item it is processed
624
625                print*,'CV SCAV ',it,ccntrAA(it),ccntrENV(it)
626
627                CALL cvltr_scav(pdtphys, da, phi,phi2,d1a,dam, mp,ep,         &
628                     sigd,sij,wght_cvfd,clw,elij,epmlmMm,eplaMm,              &     
629                     pmflxr,pmflxs,evap,t_seri,wdtrainA,wdtrainM,             &   
630                     paprs,it,tr_seri,upwd,dnwd,itop_con,ibas_con,            &
631                     ccntrAA_3d,ccntrENV_3d,coefcoli_3d,                      &
632                     d_tr_cv,d_tr_trsp,d_tr_sscav,d_tr_sat,d_tr_uscav,qDi,qPr,&
633                     qPa,qMel,qTrdi,dtrcvMA,Mint,                             &
634                     zmfd1a,zmfphi2,zmfdam)
635
636
637             ELSE  !---flag_cvltr(it).EQ.FALSE
638                !--nouveau transport convectif de Emanuel mais pas de lessivage convectif
639
640                !--beware this interface is a bit weird because it is called for each tracer
641                !--with the full array tr_seri even if only item it is processed
642                !
643                CALL cvltr_noscav(it,pdtphys, da, phi,mp,wght_cvfd,paprs,pplay, &  !jyg
644                     tr_seri,upwd,dnwd,d_tr_cv)                                !jyg
645
646             ENDIF
647
648          ENDIF !--iflag
649
650          !--on ajoute les tendances
651
652          DO k = 1, klev
653             DO i = 1, klon       
654                tr_seri(i,k,it) = tr_seri(i,k,it) + d_tr_cv(i,k,it)
655             END DO
656          END DO
657
658          CALL minmaxqfi(tr_seri(:,:,it),0.,1.e33,'convection it = '//solsym(it))
659
660       END DO ! nbtr
661
662    END IF ! convection
663
664    !======================================================================
665    !    -- Calcul de l'effet des thermiques --
666    !======================================================================
667
668    DO it=1,nbtr
669       DO k=1,klev
670          DO i=1,klon
671             d_tr_th(i,k,it)=0.
672             tr_seri(i,k,it)=MAX(tr_seri(i,k,it),0.)
673             tr_seri(i,k,it)=MIN(tr_seri(i,k,it),1.e10)
674          END DO
675       END DO
676    END DO
677
678    IF (iflag_thermals.GT.0.AND.iflag_the_trac>0) THEN   
679
680       DO it=1, nbtr
681
682          CALL thermcell_dq(klon,klev,1,pdtphys,fm_therm,entr_therm, &
683               zmasse,tr_seri(1:klon,1:klev,it),        &
684               d_tr_th(1:klon,1:klev,it),ztra_th,0 )
685
686          DO k=1,klev
687             DO i=1,klon
688                d_tr_th(i,k,it)=pdtphys*d_tr_th(i,k,it)
689                tr_seri(i,k,it)=MAX(tr_seri(i,k,it)+d_tr_th(i,k,it),0.)
690             END DO
691          END DO
692
693       END DO ! it
694
695    END IF ! Thermiques
696
697    !======================================================================
698    !     -- Calcul de l'effet de la couche limite --
699    !======================================================================
700
701    IF (iflag_vdf_trac==1) THEN
702
703       !  Injection during BL mixing
704       !
705       DO it=1, nbtr
706          !
707          IF( pbl_flg(it) /= 0 ) THEN
708             !
709             CALL cltrac(pdtphys, coefh,t_seri,       &
710                  tr_seri(:,:,it), source(:,it),      &
711                  paprs, pplay, delp,                 &
712                  d_tr_cl(:,:,it),d_tr_dry(:,it),flux_tr_dry(:,it))
713             !
714             tr_seri(:,:,it)=tr_seri(:,:,it)+d_tr_cl(:,:,it)
715             !
716          END IF
717          !
718       END DO
719       !
720    ELSE IF (iflag_vdf_trac==0) THEN
721       !
722       !   Injection of source in the first model layer
723       !
724       DO it=1,nbtr
725          d_tr_cl(:,1,it)=source(:,it)*RG/delp(:,1)*pdtphys
726          tr_seri(:,1,it)=tr_seri(:,1,it)+d_tr_cl(:,1,it)
727       ENDDO
728       d_tr_cl(:,2:klev,1:nbtr)=0.
729       !
730    ELSE IF (iflag_vdf_trac==-1) THEN
731       !
732       ! Nothing happens
733       !
734       d_tr_cl=0.
735       !
736    ELSE
737       !
738       CALL abort_physic('iflag_vdf_trac', 'cas non prevu',1)
739       !
740    END IF ! couche limite
741
742    !======================================================================
743    !   Calcul de l'effet de la precipitation grande echelle
744    !   POUR INCA le lessivage est fait directement dans INCA
745    !======================================================================
746
747    IF (lessivage) THEN
748
749       ql_incloud_ref = 10.e-4
750       ql_incloud_ref =  5.e-4
751
752
753       ! calcul du contenu en eau liquide au sein du nuage
754       ql_incl = ql_incloud_ref
755       ! choix du lessivage
756       !
757       IF (iflag_lscav .EQ. 3 .OR. iflag_lscav .EQ. 4) THEN
758          ! ********  Olivier Boucher version (3) possibly with modified ql_incl (4)
759          !
760          DO it = 1, nbtr
761
762             IF (aerosol(it)) THEN
763             !  incloud scavenging and removal by large scale rain ! orig : ql_incl was replaced by 0.5e-3 kg/kg
764             ! the value 0.5e-3 kg/kg is from Giorgi and Chameides (1986), JGR
765             ! Liu (2001) proposed to use 1.5e-3 kg/kg
766
767!jyg<
768!!             CALL lsc_scav(pdtphys,it,iflag_lscav,ql_incl,prfl,psfl,rneb,beta_fisrt,  &
769             CALL lsc_scav(pdtphys,it,iflag_lscav,aerosol,ql_incl,prfl,psfl,rneb,beta_fisrt,  &
770!>jyg
771                  beta_v1,pplay,paprs,t_seri,tr_seri,d_tr_insc,   &
772                  d_tr_bcscav,d_tr_evapls,qPrls)
773
774             !large scale scavenging tendency
775             DO k = 1, klev
776                DO i = 1, klon
777                   d_tr_ls(i,k,it)=d_tr_insc(i,k,it)+d_tr_bcscav(i,k,it)+d_tr_evapls(i,k,it)
778                   tr_seri(i,k,it)=tr_seri(i,k,it)+d_tr_ls(i,k,it)
779                ENDDO
780             ENDDO
781             CALL minmaxqfi(tr_seri(:,:,it),0.,1.e33,'lsc scav it = '//solsym(it))
782             ENDIF
783
784          END DO  !tr
785
786       ELSE IF (iflag_lscav .EQ. 2) THEN ! frac_impa, frac_nucl
787          ! *********   modified  old version
788
789          d_tr_lessi_nucl(:,:,:) = 0.
790          d_tr_lessi_impa(:,:,:) = 0.
791          flestottr(:,:,:) = 0.
792          ! Tendance des aerosols nuclees et impactes
793          DO it = 1, nbtr
794             IF (aerosol(it)) THEN
795                his_dh(:)=0.
796                DO k = 1, klev
797                   DO i = 1, klon
798                      !PhH
799                      zrho(i,k)=pplay(i,k)/t_seri(i,k)/RD
800                      zdz(i,k)=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/zrho(i,k)/RG
801                      !
802                   END DO
803                END DO
804
805                DO k=klev-1, 1, -1
806                   DO i=1, klon
807                      !             d_tr_ls(i,k,it)=tr_seri(i,k,it)*(frac_impa(i,k)*frac_nucl(i,k)-1.)
808                      dx=d_tr_ls(i,k,it)
809                      his_dh(i)=his_dh(i)-dx*zrho(i,k)*zdz(i,k)/pdtphys !  kg/m2/s
810                      evaplsc = prfl(i,k) - prfl(i,k+1) + psfl(i,k) - psfl(i,k+1)
811                      ! Evaporation Partielle -> Liberation Partielle 0.5*evap
812                      IF ( evaplsc .LT.0..and.abs(prfl(i,k+1)+psfl(i,k+1)).gt.1.e-10) THEN
813                         evaplsc = (-evaplsc)/(prfl(i,k+1)+psfl(i,k+1))
814                         ! evaplsc est donc positif, his_dh(i) est positif
815                         !-------------- 
816                         d_tr_evapls(i,k,it)=0.5*evaplsc*(d_tr_lessi_nucl(i,k+1,it) &
817                              +d_tr_lessi_impa(i,k+1,it))
818                         !-------------   d_tr_evapls(i,k,it)=-0.5*evaplsc*(d_tr_lsc(i,k+1,it))
819                         beta=0.5*evaplsc
820                         if ((prfl(i,k)+psfl(i,k)).lt.1.e-10) THEN
821                            beta=1.0*evaplsc
822                         endif
823                         dx=beta*his_dh(i)/zrho(i,k)/zdz(i,k)*pdtphys
824                         his_dh(i)=(1.-beta)*his_dh(i)   ! tracer from
825                         d_tr_evapls(i,k,it)=dx
826                      ENDIF
827                      d_tr_ls(i,k,it)=tr_seri(i,k,it)*(frac_impa(i,k)*frac_nucl(i,k)-1.) &
828                           +d_tr_evapls(i,k,it)
829
830                      !--------------
831                      d_tr_lessi_nucl(i,k,it) = d_tr_lessi_nucl(i,k,it) +    &
832                           ( 1 - frac_nucl(i,k) )*tr_seri(i,k,it)
833                      d_tr_lessi_impa(i,k,it) = d_tr_lessi_impa(i,k,it) +    &
834                           ( 1 - frac_impa(i,k) )*tr_seri(i,k,it)
835                      !
836                      ! Flux lessivage total
837                      flestottr(i,k,it) = flestottr(i,k,it) -   &
838                           ( d_tr_lessi_nucl(i,k,it)   +        &
839                           d_tr_lessi_impa(i,k,it) ) *          &
840                           ( paprs(i,k)-paprs(i,k+1) ) /        &
841                           (RG * pdtphys)
842                      !! Mise a jour des traceurs due a l'impaction,nucleation
843                      !                 tr_seri(i,k,it)=tr_seri(i,k,it)*frac_impa(i,k)*frac_nucl(i,k)
844                      !!  calcul de la tendance liee au lessivage stratiforme
845                      !                 d_tr_ls(i,k,it)=tr_seri(i,k,it)*&
846                      !                                (1.-1./(frac_impa(i,k)*frac_nucl(i,k)))
847                      !--------------
848                   END DO
849                END DO
850             END IF
851          END DO
852          ! *********   end modified old version
853
854       ELSE IF (iflag_lscav .EQ. 1) THEN ! frac_impa, frac_nucl
855          ! *********    old version
856
857          d_tr_lessi_nucl(:,:,:) = 0.
858          d_tr_lessi_impa(:,:,:) = 0.
859          flestottr(:,:,:) = 0.
860          !=========================
861          ! LESSIVAGE LARGE SCALE :
862          !=========================
863
864          ! Tendance des aerosols nuclees et impactes
865          ! -----------------------------------------
866          DO it = 1, nbtr
867             IF (aerosol(it)) THEN
868                DO k = 1, klev
869                   DO i = 1, klon
870                      d_tr_lessi_nucl(i,k,it) = d_tr_lessi_nucl(i,k,it) +    &
871                           ( 1 - frac_nucl(i,k) )*tr_seri(i,k,it)
872                      d_tr_lessi_impa(i,k,it) = d_tr_lessi_impa(i,k,it) +    &
873                           ( 1 - frac_impa(i,k) )*tr_seri(i,k,it)
874
875                      !
876                      ! Flux lessivage total
877                      ! ------------------------------------------------------------
878                      flestottr(i,k,it) = flestottr(i,k,it) -   &
879                           ( d_tr_lessi_nucl(i,k,it)   +        &
880                           d_tr_lessi_impa(i,k,it) ) *          &
881                           ( paprs(i,k)-paprs(i,k+1) ) /        &
882                           (RG * pdtphys)
883                      !
884                      ! Mise a jour des traceurs due a l'impaction,nucleation
885                      ! ----------------------------------------------------------------------
886                      tr_seri(i,k,it)=tr_seri(i,k,it)*frac_impa(i,k)*frac_nucl(i,k)
887                   END DO
888                END DO
889             END IF
890          END DO
891
892          ! *********   end old version
893       ENDIF  !  iflag_lscav . EQ. 1, 2, 3 or 4
894       !
895    END IF !  lessivage
896
897    !=============================================================
898    !   Ecriture des sorties
899    !=============================================================
900#ifdef CPP_IOIPSL
901    ! INCLUDE "write_histrac.h"
902#endif
903
904  END SUBROUTINE phytrac
905
906END MODULE
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.