[3331] | 1 | |
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| 2 | ! $Header$ |
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| 3 | |
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| 4 | SUBROUTINE vdif_kcay(ngrid, dt, g, rconst, plev, temp, zlev, zlay, u, v, & |
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| 5 | teta, cd, q2, q2diag, km, kn, ustar, l_mix) |
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| 6 | USE dimphy |
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| 7 | IMPLICIT NONE |
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| 8 | |
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| 9 | ! dt : pas de temps |
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| 10 | ! g : g |
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| 11 | ! zlev : altitude a chaque niveau (interface inferieure de la couche |
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| 12 | ! de meme indice) |
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| 13 | ! zlay : altitude au centre de chaque couche |
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| 14 | ! u,v : vitesse au centre de chaque couche |
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| 15 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
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| 16 | ! teta : temperature potentielle au centre de chaque couche |
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| 17 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
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| 18 | ! cd : cdrag |
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| 19 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
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| 20 | ! q2 : $q^2$ au bas de chaque couche |
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| 21 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
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| 22 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
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| 23 | ! km : diffusivite turbulente de quantite de mouvement (au bas de chaque |
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| 24 | ! couche) |
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| 25 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
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| 26 | ! kn : diffusivite turbulente des scalaires (au bas de chaque couche) |
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| 27 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
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| 28 | |
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| 29 | ! ....................................................................... |
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| 30 | REAL dt, g, rconst |
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| 31 | REAL plev(klon, klev+1), temp(klon, klev) |
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| 32 | REAL ustar(klon), snstable |
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| 33 | REAL zlev(klon, klev+1) |
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| 34 | REAL zlay(klon, klev) |
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| 35 | REAL u(klon, klev) |
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| 36 | REAL v(klon, klev) |
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| 37 | REAL teta(klon, klev) |
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| 38 | REAL cd(klon) |
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| 39 | REAL q2(klon, klev+1), q2s(klon, klev+1) |
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| 40 | REAL q2diag(klon, klev+1) |
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| 41 | REAL km(klon, klev+1) |
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| 42 | REAL kn(klon, klev+1) |
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| 43 | REAL sq(klon), sqz(klon), zz(klon, klev+1), zq, long0(klon) |
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| 44 | |
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| 45 | INTEGER l_mix, iii |
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| 46 | ! ....................................................................... |
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| 47 | |
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| 48 | ! nlay : nombre de couches |
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| 49 | ! nlev : nombre de niveaux |
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| 50 | ! ngrid : nombre de points de grille |
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| 51 | ! unsdz : 1 sur l'epaisseur de couche |
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| 52 | ! unsdzdec : 1 sur la distance entre le centre de la couche et le |
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| 53 | ! centre de la couche inferieure |
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| 54 | ! q : echelle de vitesse au bas de chaque couche |
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| 55 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
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| 56 | |
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| 57 | ! ....................................................................... |
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| 58 | INTEGER nlay, nlev, ngrid |
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| 59 | REAL unsdz(klon, klev) |
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| 60 | REAL unsdzdec(klon, klev+1) |
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| 61 | REAL q(klon, klev+1) |
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| 62 | |
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| 63 | ! ....................................................................... |
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| 64 | |
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| 65 | ! kmpre : km au debut du pas de temps |
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| 66 | ! qcstat : q : solution stationnaire du probleme couple |
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| 67 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
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| 68 | ! q2cstat : q2 : solution stationnaire du probleme couple |
---|
| 69 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
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| 70 | |
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| 71 | ! ....................................................................... |
---|
| 72 | REAL kmpre(klon, klev+1) |
---|
| 73 | REAL qcstat |
---|
| 74 | REAL q2cstat |
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| 75 | REAL sss, sssq |
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| 76 | ! ....................................................................... |
---|
| 77 | |
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| 78 | ! long : longueur de melange calculee selon Blackadar |
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| 79 | |
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| 80 | ! ....................................................................... |
---|
| 81 | REAL long(klon, klev+1) |
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| 82 | ! ....................................................................... |
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| 83 | |
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| 84 | ! kmq3 : terme en q^3 dans le developpement de km |
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| 85 | ! (valeur au debut du pas de temps) |
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| 86 | ! kmcstat : valeur de km solution stationnaire du systeme {q2 ; du/dz} |
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| 87 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
| 88 | ! knq3 : terme en q^3 dans le developpement de kn |
---|
| 89 | ! mcstat : valeur de m solution stationnaire du systeme {q2 ; du/dz} |
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| 90 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
| 91 | ! m2cstat : valeur de m2 solution stationnaire du systeme {q2 ; du/dz} |
---|
| 92 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
| 93 | ! m : valeur a la fin du pas de temps |
---|
| 94 | ! mpre : valeur au debut du pas de temps |
---|
| 95 | ! m2 : valeur a la fin du pas de temps |
---|
| 96 | ! n2 : valeur a la fin du pas de temps |
---|
| 97 | |
---|
| 98 | ! ....................................................................... |
---|
| 99 | REAL kmq3 |
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| 100 | REAL kmcstat |
---|
| 101 | REAL knq3 |
---|
| 102 | REAL mcstat |
---|
| 103 | REAL m2cstat |
---|
| 104 | REAL m(klon, klev+1) |
---|
| 105 | REAL mpre(klon, klev+1) |
---|
| 106 | REAL m2(klon, klev+1) |
---|
| 107 | REAL n2(klon, klev+1) |
---|
| 108 | ! ....................................................................... |
---|
| 109 | |
---|
| 110 | ! gn : intermediaire pour les coefficients de stabilite |
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| 111 | ! gnmin : borne inferieure de gn (-0.23 ou -0.28) |
---|
| 112 | ! gnmax : borne superieure de gn (0.0233) |
---|
| 113 | ! gninf : vrai si gn est en dessous de sa borne inferieure |
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| 114 | ! gnsup : vrai si gn est en dessus de sa borne superieure |
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| 115 | ! gm : drole d'objet bien utile |
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| 116 | ! ri : nombre de Richardson |
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| 117 | ! sn : coefficient de stabilite pour n |
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| 118 | ! snq2 : premier terme du developement limite de sn en q2 |
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| 119 | ! sm : coefficient de stabilite pour m |
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| 120 | ! smq2 : premier terme du developement limite de sm en q2 |
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| 121 | |
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| 122 | ! ....................................................................... |
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| 123 | REAL gn |
---|
| 124 | REAL gnmin |
---|
| 125 | REAL gnmax |
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| 126 | LOGICAL gninf |
---|
| 127 | LOGICAL gnsup |
---|
| 128 | REAL gm |
---|
| 129 | ! REAL ri(klon,klev+1) |
---|
| 130 | REAL sn(klon, klev+1) |
---|
| 131 | REAL snq2(klon, klev+1) |
---|
| 132 | REAL sm(klon, klev+1) |
---|
| 133 | REAL smq2(klon, klev+1) |
---|
| 134 | ! ....................................................................... |
---|
| 135 | |
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| 136 | ! kappa : consatnte de Von Karman (0.4) |
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| 137 | ! long00 : longueur de reference pour le calcul de long (160) |
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| 138 | ! a1,a2,b1,b2,c1 : constantes d'origine pour les coefficients |
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| 139 | ! de stabilite (0.92/0.74/16.6/10.1/0.08) |
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| 140 | ! cn1,cn2 : constantes pour sn |
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| 141 | ! cm1,cm2,cm3,cm4 : constantes pour sm |
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| 142 | |
---|
| 143 | ! ....................................................................... |
---|
| 144 | REAL kappa |
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| 145 | REAL long00 |
---|
| 146 | REAL a1, a2, b1, b2, c1 |
---|
| 147 | REAL cn1, cn2 |
---|
| 148 | REAL cm1, cm2, cm3, cm4 |
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| 149 | ! ....................................................................... |
---|
| 150 | |
---|
| 151 | ! termq : termes en $q$ dans l'equation de q2 |
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| 152 | ! termq3 : termes en $q^3$ dans l'equation de q2 |
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| 153 | ! termqm2 : termes en $q*m^2$ dans l'equation de q2 |
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| 154 | ! termq3m2 : termes en $q^3*m^2$ dans l'equation de q2 |
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| 155 | |
---|
| 156 | ! ....................................................................... |
---|
| 157 | REAL termq |
---|
| 158 | REAL termq3 |
---|
| 159 | REAL termqm2 |
---|
| 160 | REAL termq3m2 |
---|
| 161 | ! ....................................................................... |
---|
| 162 | |
---|
| 163 | ! q2min : borne inferieure de q2 |
---|
| 164 | ! q2max : borne superieure de q2 |
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| 165 | |
---|
| 166 | ! ....................................................................... |
---|
| 167 | REAL q2min |
---|
| 168 | REAL q2max |
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| 169 | ! ....................................................................... |
---|
| 170 | ! knmin : borne inferieure de kn |
---|
| 171 | ! kmmin : borne inferieure de km |
---|
| 172 | ! ....................................................................... |
---|
| 173 | REAL knmin |
---|
| 174 | REAL kmmin |
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| 175 | ! ....................................................................... |
---|
| 176 | INTEGER ilay, ilev, igrid |
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| 177 | REAL tmp1, tmp2 |
---|
| 178 | ! ....................................................................... |
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| 179 | PARAMETER (kappa=0.4E+0) |
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| 180 | PARAMETER (long00=160.E+0) |
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| 181 | ! PARAMETER (gnmin=-10.E+0) |
---|
| 182 | PARAMETER (gnmin=-0.28) |
---|
| 183 | PARAMETER (gnmax=0.0233E+0) |
---|
| 184 | PARAMETER (a1=0.92E+0) |
---|
| 185 | PARAMETER (a2=0.74E+0) |
---|
| 186 | PARAMETER (b1=16.6E+0) |
---|
| 187 | PARAMETER (b2=10.1E+0) |
---|
| 188 | PARAMETER (c1=0.08E+0) |
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| 189 | PARAMETER (knmin=1.E-5) |
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| 190 | PARAMETER (kmmin=1.E-5) |
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| 191 | PARAMETER (q2min=1.E-5) |
---|
| 192 | PARAMETER (q2max=1.E+2) |
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| 193 | ! ym PARAMETER (nlay=klev) |
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| 194 | ! ym PARAMETER (nlev=klev+1) |
---|
| 195 | |
---|
| 196 | PARAMETER (cn1=a2*(1.E+0-6.E+0*a1/b1)) |
---|
| 197 | PARAMETER (cn2=-3.E+0*a2*(6.E+0*a1+b2)) |
---|
| 198 | PARAMETER (cm1=a1*(1.E+0-3.E+0*c1-6.E+0*a1/b1)) |
---|
| 199 | PARAMETER (cm2=a1*(-3.E+0*a2*((b2-3.E+0*a2)*(1.E+0-6.E+0*a1/b1)- & |
---|
| 200 | 3.E+0*c1*(b2+6.E+0*a1)))) |
---|
| 201 | PARAMETER (cm3=-3.E+0*a2*(6.E+0*a1+b2)) |
---|
| 202 | PARAMETER (cm4=-9.E+0*a1*a2) |
---|
| 203 | |
---|
| 204 | LOGICAL first |
---|
| 205 | SAVE first |
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| 206 | DATA first/.TRUE./ |
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| 207 | !$OMP THREADPRIVATE(first) |
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| 208 | ! ....................................................................... |
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| 209 | ! traitment des valeur de q2 en entree |
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| 210 | ! ....................................................................... |
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| 211 | |
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| 212 | ! Initialisation de q2 |
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| 213 | nlay = klev |
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| 214 | nlev = klev + 1 |
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| 215 | |
---|
| 216 | CALL yamada(ngrid, dt, g, rconst, plev, temp, zlev, zlay, u, v, teta, cd, & |
---|
| 217 | q2diag, km, kn, ustar, l_mix) |
---|
| 218 | IF (first .AND. 1==1) THEN |
---|
| 219 | first = .FALSE. |
---|
| 220 | q2 = q2diag |
---|
| 221 | END IF |
---|
| 222 | |
---|
| 223 | DO ilev = 1, nlev |
---|
| 224 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 225 | q2(igrid, ilev) = amax1(q2(igrid,ilev), q2min) |
---|
| 226 | q(igrid, ilev) = sqrt(q2(igrid,ilev)) |
---|
| 227 | END DO |
---|
| 228 | END DO |
---|
| 229 | |
---|
| 230 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 231 | tmp1 = cd(igrid)*(u(igrid,1)**2+v(igrid,1)**2) |
---|
| 232 | q2(igrid, 1) = b1**(2.E+0/3.E+0)*tmp1 |
---|
| 233 | q2(igrid, 1) = amax1(q2(igrid,1), q2min) |
---|
| 234 | q(igrid, 1) = sqrt(q2(igrid,1)) |
---|
| 235 | END DO |
---|
| 236 | |
---|
| 237 | ! ....................................................................... |
---|
| 238 | ! les increments verticaux |
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| 239 | ! ....................................................................... |
---|
| 240 | |
---|
| 241 | ! !!!!! allerte !!!!!c |
---|
| 242 | ! !!!!! zlev n'est pas declare a nlev !!!!!c |
---|
| 243 | ! !!!!! ----> |
---|
| 244 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 245 | zlev(igrid, nlev) = zlay(igrid, nlay) + (zlay(igrid,nlay)-zlev(igrid,nlev & |
---|
| 246 | -1)) |
---|
| 247 | END DO |
---|
| 248 | ! !!!!! <---- |
---|
| 249 | ! !!!!! allerte !!!!!c |
---|
| 250 | |
---|
| 251 | DO ilay = 1, nlay |
---|
| 252 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 253 | unsdz(igrid, ilay) = 1.E+0/(zlev(igrid,ilay+1)-zlev(igrid,ilay)) |
---|
| 254 | END DO |
---|
| 255 | END DO |
---|
| 256 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 257 | unsdzdec(igrid, 1) = 1.E+0/(zlay(igrid,1)-zlev(igrid,1)) |
---|
| 258 | END DO |
---|
| 259 | DO ilay = 2, nlay |
---|
| 260 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 261 | unsdzdec(igrid, ilay) = 1.E+0/(zlay(igrid,ilay)-zlay(igrid,ilay-1)) |
---|
| 262 | END DO |
---|
| 263 | END DO |
---|
| 264 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 265 | unsdzdec(igrid, nlay+1) = 1.E+0/(zlev(igrid,nlay+1)-zlay(igrid,nlay)) |
---|
| 266 | END DO |
---|
| 267 | |
---|
| 268 | ! ....................................................................... |
---|
| 269 | ! le cisaillement et le gradient de temperature |
---|
| 270 | ! ....................................................................... |
---|
| 271 | |
---|
| 272 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 273 | m2(igrid, 1) = (unsdzdec(igrid,1)*u(igrid,1))**2 + & |
---|
| 274 | (unsdzdec(igrid,1)*v(igrid,1))**2 |
---|
| 275 | m(igrid, 1) = sqrt(m2(igrid,1)) |
---|
| 276 | mpre(igrid, 1) = m(igrid, 1) |
---|
| 277 | END DO |
---|
| 278 | |
---|
| 279 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 280 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
| 281 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 282 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 283 | |
---|
| 284 | n2(igrid, ilev) = g*unsdzdec(igrid, ilev)*(teta(igrid,ilev)-teta(igrid, & |
---|
| 285 | ilev-1))/(teta(igrid,ilev)+teta(igrid,ilev-1))*2.E+0 |
---|
| 286 | ! n2(igrid,ilev)=0. |
---|
| 287 | |
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| 288 | ! ---> |
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| 289 | ! on ne sais traiter que les cas stratifies. et l'ajustement |
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| 290 | ! convectif est cense faire en sorte que seul des configurations |
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| 291 | ! stratifiees soient rencontrees en entree de cette routine. |
---|
| 292 | ! mais, bon ... on sait jamais (meme on sait que n2 prends |
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| 293 | ! quelques valeurs negatives ... parfois) alors : |
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| 294 | ! <--- |
---|
| 295 | |
---|
| 296 | IF (n2(igrid,ilev)<0.E+0) THEN |
---|
| 297 | n2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
| 298 | END IF |
---|
| 299 | |
---|
| 300 | m2(igrid, ilev) = (unsdzdec(igrid,ilev)*(u(igrid,ilev)-u(igrid, & |
---|
| 301 | ilev-1)))**2 + (unsdzdec(igrid,ilev)*(v(igrid,ilev)-v(igrid, & |
---|
| 302 | ilev-1)))**2 |
---|
| 303 | m(igrid, ilev) = sqrt(m2(igrid,ilev)) |
---|
| 304 | mpre(igrid, ilev) = m(igrid, ilev) |
---|
| 305 | |
---|
| 306 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 307 | END DO |
---|
| 308 | END DO |
---|
| 309 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 310 | |
---|
| 311 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 312 | m2(igrid, nlev) = m2(igrid, nlev-1) |
---|
| 313 | m(igrid, nlev) = m(igrid, nlev-1) |
---|
| 314 | mpre(igrid, nlev) = m(igrid, nlev) |
---|
| 315 | END DO |
---|
| 316 | |
---|
| 317 | ! ....................................................................... |
---|
| 318 | ! calcul des fonctions de stabilite |
---|
| 319 | ! ....................................................................... |
---|
| 320 | |
---|
| 321 | IF (l_mix==4) THEN |
---|
| 322 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 323 | sqz(igrid) = 1.E-10 |
---|
| 324 | sq(igrid) = 1.E-10 |
---|
| 325 | END DO |
---|
| 326 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
| 327 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 328 | zq = sqrt(q2(igrid,ilev)) |
---|
| 329 | sqz(igrid) = sqz(igrid) + zq*zlev(igrid, ilev)*(zlay(igrid,ilev)-zlay & |
---|
| 330 | (igrid,ilev-1)) |
---|
| 331 | sq(igrid) = sq(igrid) + zq*(zlay(igrid,ilev)-zlay(igrid,ilev-1)) |
---|
| 332 | END DO |
---|
| 333 | END DO |
---|
| 334 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 335 | long0(igrid) = 0.2*sqz(igrid)/sq(igrid) |
---|
| 336 | END DO |
---|
| 337 | ELSE IF (l_mix==3) THEN |
---|
| 338 | long0(igrid) = long00 |
---|
| 339 | END IF |
---|
| 340 | |
---|
| 341 | ! (abd 5 2) print*,'LONG0=',long0 |
---|
| 342 | |
---|
| 343 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 344 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
| 345 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 346 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 347 | |
---|
| 348 | tmp1 = kappa*(zlev(igrid,ilev)-zlev(igrid,1)) |
---|
| 349 | IF (l_mix>=10) THEN |
---|
| 350 | long(igrid, ilev) = l_mix |
---|
| 351 | ELSE |
---|
| 352 | long(igrid, ilev) = tmp1/(1.E+0+tmp1/long0(igrid)) |
---|
| 353 | END IF |
---|
| 354 | long(igrid, ilev) = max(min(long(igrid,ilev),0.5*sqrt(q2(igrid,ilev))/ & |
---|
| 355 | sqrt(max(n2(igrid,ilev),1.E-10))), 5.) |
---|
| 356 | |
---|
| 357 | gn = -long(igrid, ilev)**2/q2(igrid, ilev)*n2(igrid, ilev) |
---|
| 358 | gm = long(igrid, ilev)**2/q2(igrid, ilev)*m2(igrid, ilev) |
---|
| 359 | |
---|
| 360 | gninf = .FALSE. |
---|
| 361 | gnsup = .FALSE. |
---|
| 362 | long(igrid, ilev) = long(igrid, ilev) |
---|
| 363 | long(igrid, ilev) = long(igrid, ilev) |
---|
| 364 | |
---|
| 365 | IF (gn<gnmin) THEN |
---|
| 366 | gninf = .TRUE. |
---|
| 367 | gn = gnmin |
---|
| 368 | END IF |
---|
| 369 | |
---|
| 370 | IF (gn>gnmax) THEN |
---|
| 371 | gnsup = .TRUE. |
---|
| 372 | gn = gnmax |
---|
| 373 | END IF |
---|
| 374 | |
---|
| 375 | sn(igrid, ilev) = cn1/(1.E+0+cn2*gn) |
---|
| 376 | sm(igrid, ilev) = (cm1+cm2*gn)/((1.E+0+cm3*gn)*(1.E+0+cm4*gn)) |
---|
| 377 | |
---|
| 378 | IF ((gninf) .OR. (gnsup)) THEN |
---|
| 379 | snq2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
| 380 | smq2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
| 381 | ELSE |
---|
| 382 | snq2(igrid, ilev) = -gn*(-cn1*cn2/(1.E+0+cn2*gn)**2) |
---|
| 383 | smq2(igrid, ilev) = -gn*(cm2*(1.E+0+cm3*gn)*(1.E+0+cm4*gn)-(cm3*( & |
---|
| 384 | 1.E+0+cm4*gn)+cm4*(1.E+0+cm3*gn))*(cm1+cm2*gn))/((1.E+0+cm3*gn)*( & |
---|
| 385 | 1.E+0+cm4*gn))**2 |
---|
| 386 | END IF |
---|
| 387 | |
---|
| 388 | ! abd |
---|
| 389 | ! if(ilev.le.57.and.ilev.ge.37) then |
---|
| 390 | ! print*,'L=',ilev,' GN=',gn,' SM=',sm(igrid,ilev) |
---|
| 391 | ! endif |
---|
| 392 | ! ---> |
---|
| 393 | ! la decomposition de Taylor en q2 n'a de sens que |
---|
| 394 | ! dans les cas stratifies ou sn et sm sont quasi |
---|
| 395 | ! proportionnels a q2. ailleurs on laisse le meme |
---|
| 396 | ! algorithme car l'ajustement convectif fait le travail. |
---|
| 397 | ! mais c'est delirant quand sn et snq2 n'ont pas le meme |
---|
| 398 | ! signe : dans ces cas, on ne fait pas la decomposition. |
---|
| 399 | ! <--- |
---|
| 400 | |
---|
| 401 | IF (snq2(igrid,ilev)*sn(igrid,ilev)<=0.E+0) snq2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
| 402 | IF (smq2(igrid,ilev)*sm(igrid,ilev)<=0.E+0) smq2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
| 403 | |
---|
| 404 | ! Correction pour les couches stables. |
---|
| 405 | ! Schema repris de JHoltzlag Boville, lui meme venant de... |
---|
| 406 | |
---|
| 407 | IF (1==1) THEN |
---|
| 408 | snstable = 1. - zlev(igrid, ilev)/(700.*max(ustar(igrid),0.0001)) |
---|
| 409 | snstable = 1. - zlev(igrid, ilev)/400. |
---|
| 410 | snstable = max(snstable, 0.) |
---|
| 411 | snstable = snstable*snstable |
---|
| 412 | |
---|
| 413 | ! abde print*,'SN ',ilev,sn(1,ilev),snstable |
---|
| 414 | IF (sn(igrid,ilev)<snstable) THEN |
---|
| 415 | sn(igrid, ilev) = snstable |
---|
| 416 | snq2(igrid, ilev) = 0. |
---|
| 417 | END IF |
---|
| 418 | |
---|
| 419 | IF (sm(igrid,ilev)<snstable) THEN |
---|
| 420 | sm(igrid, ilev) = snstable |
---|
| 421 | smq2(igrid, ilev) = 0. |
---|
| 422 | END IF |
---|
| 423 | |
---|
| 424 | END IF |
---|
| 425 | |
---|
| 426 | ! sn : coefficient de stabilite pour n |
---|
| 427 | ! snq2 : premier terme du developement limite de sn en q2 |
---|
| 428 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 429 | END DO |
---|
| 430 | END DO |
---|
| 431 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 432 | |
---|
| 433 | ! ....................................................................... |
---|
| 434 | ! calcul de km et kn au debut du pas de temps |
---|
| 435 | ! ....................................................................... |
---|
| 436 | |
---|
| 437 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 438 | kn(igrid, 1) = knmin |
---|
| 439 | km(igrid, 1) = kmmin |
---|
| 440 | kmpre(igrid, 1) = km(igrid, 1) |
---|
| 441 | END DO |
---|
| 442 | |
---|
| 443 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 444 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
| 445 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 446 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 447 | |
---|
| 448 | kn(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sn(igrid, ilev) |
---|
| 449 | km(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sm(igrid, ilev) |
---|
| 450 | kmpre(igrid, ilev) = km(igrid, ilev) |
---|
| 451 | |
---|
| 452 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 453 | END DO |
---|
| 454 | END DO |
---|
| 455 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 456 | |
---|
| 457 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 458 | kn(igrid, nlev) = kn(igrid, nlev-1) |
---|
| 459 | km(igrid, nlev) = km(igrid, nlev-1) |
---|
| 460 | kmpre(igrid, nlev) = km(igrid, nlev) |
---|
| 461 | END DO |
---|
| 462 | |
---|
| 463 | ! ....................................................................... |
---|
| 464 | ! boucle sur les niveaux 2 a nlev-1 |
---|
| 465 | ! ....................................................................... |
---|
| 466 | |
---|
| 467 | ! ----> |
---|
| 468 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
| 469 | ! ----> |
---|
| 470 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 471 | |
---|
| 472 | ! ....................................................................... |
---|
| 473 | |
---|
| 474 | ! calcul des termes sources et puits de l'equation de q2 |
---|
| 475 | ! ------------------------------------------------------ |
---|
| 476 | |
---|
| 477 | knq3 = kn(igrid, ilev)*snq2(igrid, ilev)/sn(igrid, ilev) |
---|
| 478 | kmq3 = km(igrid, ilev)*smq2(igrid, ilev)/sm(igrid, ilev) |
---|
| 479 | |
---|
| 480 | termq = 0.E+0 |
---|
| 481 | termq3 = 0.E+0 |
---|
| 482 | termqm2 = 0.E+0 |
---|
| 483 | termq3m2 = 0.E+0 |
---|
| 484 | |
---|
| 485 | tmp1 = dt*2.E+0*km(igrid, ilev)*m2(igrid, ilev) |
---|
| 486 | tmp2 = dt*2.E+0*kmq3*m2(igrid, ilev) |
---|
| 487 | termqm2 = termqm2 + dt*2.E+0*km(igrid, ilev)*m2(igrid, ilev) - & |
---|
| 488 | dt*2.E+0*kmq3*m2(igrid, ilev) |
---|
| 489 | termq3m2 = termq3m2 + dt*2.E+0*kmq3*m2(igrid, ilev) |
---|
| 490 | |
---|
| 491 | termq = termq - dt*2.E+0*kn(igrid, ilev)*n2(igrid, ilev) + & |
---|
| 492 | dt*2.E+0*knq3*n2(igrid, ilev) |
---|
| 493 | termq3 = termq3 - dt*2.E+0*knq3*n2(igrid, ilev) |
---|
| 494 | |
---|
| 495 | termq3 = termq3 - dt*2.E+0*q(igrid, ilev)**3/(b1*long(igrid,ilev)) |
---|
| 496 | |
---|
| 497 | ! ....................................................................... |
---|
| 498 | |
---|
| 499 | ! resolution stationnaire couplee avec le gradient de vitesse local |
---|
| 500 | ! ----------------------------------------------------------------- |
---|
| 501 | |
---|
| 502 | ! -----{on cherche le cisaillement qui annule l'equation de q^2 |
---|
| 503 | ! supposee en q3} |
---|
| 504 | |
---|
| 505 | tmp1 = termq + termq3 |
---|
| 506 | tmp2 = termqm2 + termq3m2 |
---|
| 507 | m2cstat = m2(igrid, ilev) - (tmp1+tmp2)/(dt*2.E+0*km(igrid,ilev)) |
---|
| 508 | mcstat = sqrt(m2cstat) |
---|
| 509 | |
---|
| 510 | ! abde print*,'M2 L=',ilev,mpre(igrid,ilev),mcstat |
---|
| 511 | |
---|
| 512 | ! -----{puis on ecrit la valeur de q qui annule l'equation de m |
---|
| 513 | ! supposee en q3} |
---|
| 514 | |
---|
| 515 | IF (ilev==2) THEN |
---|
| 516 | kmcstat = 1.E+0/mcstat*(unsdz(igrid,ilev)*kmpre(igrid,ilev+1)*mpre( & |
---|
| 517 | igrid,ilev+1)+unsdz(igrid,ilev-1)*cd(igrid)*(sqrt(u(igrid,3)**2+ & |
---|
| 518 | v(igrid,3)**2)-mcstat/unsdzdec(igrid,ilev)-mpre(igrid, & |
---|
| 519 | ilev+1)/unsdzdec(igrid,ilev+1))**2)/(unsdz(igrid,ilev)+unsdz(igrid, & |
---|
| 520 | ilev-1)) |
---|
| 521 | ELSE |
---|
| 522 | kmcstat = 1.E+0/mcstat*(unsdz(igrid,ilev)*kmpre(igrid,ilev+1)*mpre( & |
---|
| 523 | igrid,ilev+1)+unsdz(igrid,ilev-1)*kmpre(igrid,ilev-1)*mpre(igrid, & |
---|
| 524 | ilev-1))/(unsdz(igrid,ilev)+unsdz(igrid,ilev-1)) |
---|
| 525 | END IF |
---|
| 526 | tmp2 = kmcstat/(sm(igrid,ilev)/q2(igrid,ilev))/long(igrid, ilev) |
---|
| 527 | qcstat = tmp2**(1.E+0/3.E+0) |
---|
| 528 | q2cstat = qcstat**2 |
---|
| 529 | |
---|
| 530 | ! ....................................................................... |
---|
| 531 | |
---|
| 532 | ! choix de la solution finale |
---|
| 533 | ! --------------------------- |
---|
| 534 | |
---|
| 535 | q(igrid, ilev) = qcstat |
---|
| 536 | q2(igrid, ilev) = q2cstat |
---|
| 537 | m(igrid, ilev) = mcstat |
---|
| 538 | ! abd if(ilev.le.57.and.ilev.ge.37) then |
---|
| 539 | ! print*,'L=',ilev,' M2=',m2(igrid,ilev),m2cstat, |
---|
| 540 | ! s 'N2=',n2(igrid,ilev) |
---|
| 541 | ! abd endif |
---|
| 542 | m2(igrid, ilev) = m2cstat |
---|
| 543 | |
---|
| 544 | ! ---> |
---|
| 545 | ! pour des raisons simples q2 est minore |
---|
| 546 | ! <--- |
---|
| 547 | |
---|
| 548 | IF (q2(igrid,ilev)<q2min) THEN |
---|
| 549 | q2(igrid, ilev) = q2min |
---|
| 550 | q(igrid, ilev) = sqrt(q2min) |
---|
| 551 | END IF |
---|
| 552 | |
---|
| 553 | ! ....................................................................... |
---|
| 554 | |
---|
| 555 | ! calcul final de kn et km |
---|
| 556 | ! ------------------------ |
---|
| 557 | |
---|
| 558 | gn = -long(igrid, ilev)**2/q2(igrid, ilev)*n2(igrid, ilev) |
---|
| 559 | IF (gn<gnmin) gn = gnmin |
---|
| 560 | IF (gn>gnmax) gn = gnmax |
---|
| 561 | sn(igrid, ilev) = cn1/(1.E+0+cn2*gn) |
---|
| 562 | sm(igrid, ilev) = (cm1+cm2*gn)/((1.E+0+cm3*gn)*(1.E+0+cm4*gn)) |
---|
| 563 | kn(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sn(igrid, ilev) |
---|
| 564 | km(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sm(igrid, ilev) |
---|
| 565 | ! abd |
---|
| 566 | ! if(ilev.le.57.and.ilev.ge.37) then |
---|
| 567 | ! print*,'L=',ilev,' GN=',gn,' SM=',sm(igrid,ilev) |
---|
| 568 | ! endif |
---|
| 569 | |
---|
| 570 | ! ....................................................................... |
---|
| 571 | |
---|
| 572 | END DO |
---|
| 573 | |
---|
| 574 | END DO |
---|
| 575 | |
---|
| 576 | ! ....................................................................... |
---|
| 577 | |
---|
| 578 | |
---|
| 579 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 580 | kn(igrid, 1) = knmin |
---|
| 581 | km(igrid, 1) = kmmin |
---|
| 582 | ! kn(igrid,1)=cd(igrid) |
---|
| 583 | ! km(igrid,1)=cd(igrid) |
---|
| 584 | q2(igrid, nlev) = q2(igrid, nlev-1) |
---|
| 585 | q(igrid, nlev) = q(igrid, nlev-1) |
---|
| 586 | kn(igrid, nlev) = kn(igrid, nlev-1) |
---|
| 587 | km(igrid, nlev) = km(igrid, nlev-1) |
---|
| 588 | END DO |
---|
| 589 | |
---|
| 590 | ! CALCUL DE LA DIFFUSION VERTICALE DE Q2 |
---|
| 591 | IF (1==1) THEN |
---|
| 592 | |
---|
| 593 | DO ilev = 2, klev - 1 |
---|
| 594 | sss = sss + plev(1, ilev-1) - plev(1, ilev+1) |
---|
| 595 | sssq = sssq + (plev(1,ilev-1)-plev(1,ilev+1))*q2(1, ilev) |
---|
| 596 | END DO |
---|
| 597 | ! print*,'Q2moy avant',sssq/sss |
---|
| 598 | ! print*,'Q2q20 ',(q2(1,ilev),ilev=1,10) |
---|
| 599 | ! print*,'Q2km0 ',(km(1,ilev),ilev=1,10) |
---|
| 600 | ! ! C'est quoi ca qu'etait dans l'original??? |
---|
| 601 | ! do igrid=1,ngrid |
---|
| 602 | ! q2(igrid,1)=10. |
---|
| 603 | ! enddo |
---|
| 604 | ! q2s=q2 |
---|
| 605 | ! do iii=1,10 |
---|
| 606 | ! call vdif_q2(dt,g,rconst,plev,temp,km,q2) |
---|
| 607 | ! do ilev=1,klev+1 |
---|
| 608 | ! write(iii+49,*) q2(1,ilev),zlev(1,ilev) |
---|
| 609 | ! enddo |
---|
| 610 | ! enddo |
---|
| 611 | ! stop |
---|
| 612 | ! do ilev=1,klev |
---|
| 613 | ! print*,zlev(1,ilev),q2s(1,ilev),q2(1,ilev) |
---|
| 614 | ! enddo |
---|
| 615 | ! q2s=q2-q2s |
---|
| 616 | ! do ilev=1,klev |
---|
| 617 | ! print*,q2s(1,ilev),zlev(1,ilev) |
---|
| 618 | ! enddo |
---|
| 619 | DO ilev = 2, klev - 1 |
---|
| 620 | sss = sss + plev(1, ilev-1) - plev(1, ilev+1) |
---|
| 621 | sssq = sssq + (plev(1,ilev-1)-plev(1,ilev+1))*q2(1, ilev) |
---|
| 622 | END DO |
---|
| 623 | PRINT *, 'Q2moy apres', sssq/sss |
---|
| 624 | |
---|
| 625 | |
---|
| 626 | DO ilev = 1, nlev |
---|
| 627 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 628 | q2(igrid, ilev) = max(q2(igrid,ilev), q2min) |
---|
| 629 | q(igrid, ilev) = sqrt(q2(igrid,ilev)) |
---|
| 630 | |
---|
| 631 | ! ....................................................................... |
---|
| 632 | |
---|
| 633 | ! calcul final de kn et km |
---|
| 634 | ! ------------------------ |
---|
| 635 | |
---|
| 636 | gn = -long(igrid, ilev)**2/q2(igrid, ilev)*n2(igrid, ilev) |
---|
| 637 | IF (gn<gnmin) gn = gnmin |
---|
| 638 | IF (gn>gnmax) gn = gnmax |
---|
| 639 | sn(igrid, ilev) = cn1/(1.E+0+cn2*gn) |
---|
| 640 | sm(igrid, ilev) = (cm1+cm2*gn)/((1.E+0+cm3*gn)*(1.E+0+cm4*gn)) |
---|
| 641 | ! Correction pour les couches stables. |
---|
| 642 | ! Schema repris de JHoltzlag Boville, lui meme venant de... |
---|
| 643 | |
---|
| 644 | IF (1==1) THEN |
---|
| 645 | snstable = 1. - zlev(igrid, ilev)/(700.*max(ustar(igrid),0.0001)) |
---|
| 646 | snstable = 1. - zlev(igrid, ilev)/400. |
---|
| 647 | snstable = max(snstable, 0.) |
---|
| 648 | snstable = snstable*snstable |
---|
| 649 | |
---|
| 650 | ! abde print*,'SN ',ilev,sn(1,ilev),snstable |
---|
| 651 | IF (sn(igrid,ilev)<snstable) THEN |
---|
| 652 | sn(igrid, ilev) = snstable |
---|
| 653 | snq2(igrid, ilev) = 0. |
---|
| 654 | END IF |
---|
| 655 | |
---|
| 656 | IF (sm(igrid,ilev)<snstable) THEN |
---|
| 657 | sm(igrid, ilev) = snstable |
---|
| 658 | smq2(igrid, ilev) = 0. |
---|
| 659 | END IF |
---|
| 660 | |
---|
| 661 | END IF |
---|
| 662 | |
---|
| 663 | ! sn : coefficient de stabilite pour n |
---|
| 664 | kn(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sn(igrid, ilev) |
---|
| 665 | km(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev) |
---|
| 666 | |
---|
| 667 | END DO |
---|
| 668 | END DO |
---|
| 669 | ! print*,'Q2km1 ',(km(1,ilev),ilev=1,10) |
---|
| 670 | |
---|
| 671 | END IF |
---|
| 672 | |
---|
| 673 | RETURN |
---|
| 674 | END SUBROUTINE vdif_kcay |
---|