source: LMDZ5/branches/IPSLCM6.0.8/libf/phylmd/cv3_routines.F90 @ 5416

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  • Property copyright set to
    Name of program: LMDZ
    Creation date: 1984
    Version: LMDZ5
    License: CeCILL version 2
    Holder: Laboratoire de m\'et\'eorologie dynamique, CNRS, UMR 8539
    See the license file in the root directory
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 149.6 KB
Line 
1
2! $Id: cv3_routines.F90 2787 2017-01-30 16:54:45Z fairhead $
3
4
5
6
7SUBROUTINE cv3_param(nd, k_upper, delt)
8
9  USE ioipsl_getin_p_mod, ONLY : getin_p
10  use mod_phys_lmdz_para
11  IMPLICIT NONE
12
13!------------------------------------------------------------
14!Set parameters for convectL for iflag_con = 3
15!------------------------------------------------------------
16
17
18!***  PBCRIT IS THE CRITICAL CLOUD DEPTH (MB) BENEATH WHICH THE ***
19!***      PRECIPITATION EFFICIENCY IS ASSUMED TO BE ZERO     ***
20!***  PTCRIT IS THE CLOUD DEPTH (MB) ABOVE WHICH THE PRECIP. ***
21!***            EFFICIENCY IS ASSUMED TO BE UNITY            ***
22!***  SIGD IS THE FRACTIONAL AREA COVERED BY UNSATURATED DNDRAFT  ***
23!***  SPFAC IS THE FRACTION OF PRECIPITATION FALLING OUTSIDE ***
24!***                        OF CLOUD                         ***
25
26![TAU: CHARACTERISTIC TIMESCALE USED TO COMPUTE ALPHA & BETA]
27!***    ALPHA AND BETA ARE PARAMETERS THAT CONTROL THE RATE OF ***
28!***                 APPROACH TO QUASI-EQUILIBRIUM           ***
29!***    (THEIR STANDARD VALUES ARE 1.0 AND 0.96, RESPECTIVELY) ***
30!***           (BETA MUST BE LESS THAN OR EQUAL TO 1)        ***
31
32!***    DTCRIT IS THE CRITICAL BUOYANCY (K) USED TO ADJUST THE ***
33!***                 APPROACH TO QUASI-EQUILIBRIUM           ***
34!***                     IT MUST BE LESS THAN 0              ***
35
36  include "cv3param.h"
37  include "conema3.h"
38
39  INTEGER, INTENT(IN)              :: nd
40  INTEGER, INTENT(IN)              :: k_upper
41  REAL, INTENT(IN)                 :: delt ! timestep (seconds)
42
43! Local variables
44  CHARACTER (LEN=20) :: modname = 'cv3_param'
45  CHARACTER (LEN=80) :: abort_message
46
47  LOGICAL, SAVE :: first = .TRUE.
48!$OMP THREADPRIVATE(first)
49
50!glb  noff: integer limit for convection (nd-noff)
51! minorig: First level of convection
52
53! -- limit levels for convection:
54
55!jyg<
56!  noff is chosen such that nl = k_upper so that upmost loops end at about 22 km
57!
58  noff = min(max(nd-k_upper, 1), (nd+1)/2)
59!!  noff = 1
60!>jyg
61  minorig = 1
62  nl = nd - noff
63  nlp = nl + 1
64  nlm = nl - 1
65
66  IF (first) THEN
67! -- "microphysical" parameters:
68! IM beg: ajout fis. reglage ep
69! CR+JYG: shedding coefficient (used when iflag_mix_adiab=1)
70! IM lu dans physiq.def via conf_phys.F90     epmax  = 0.993
71
72    omtrain = 45.0 ! used also for snow (no disctinction rain/snow)
73! -- misc:
74    dtovsh = -0.2 ! dT for overshoot
75! cc      dttrig = 5.   ! (loose) condition for triggering
76    dttrig = 10. ! (loose) condition for triggering
77    dtcrit = -2.0
78! -- end of convection
79! -- interface cloud parameterization:
80    delta = 0.01 ! cld
81! -- interface with boundary-layer (gust factor): (sb)
82    betad = 10.0 ! original value (from convect 4.3)
83
84! Var interm pour le getin
85     cv_flag_feed=1
86     CALL getin_p('cv_flag_feed',cv_flag_feed)
87     T_top_max = 1000.
88     CALL getin_p('t_top_max',T_top_max)
89     dpbase=-40.
90     CALL getin_p('dpbase',dpbase)
91     pbcrit=150.0
92     CALL getin_p('pbcrit',pbcrit)
93     ptcrit=500.0
94     CALL getin_p('ptcrit',ptcrit)
95     sigdz=0.01
96     CALL getin_p('sigdz',sigdz)
97     spfac=0.15
98     CALL getin_p('spfac',spfac)
99     tau=8000.
100     CALL getin_p('tau',tau)
101     flag_wb=1
102     CALL getin_p('flag_wb',flag_wb)
103     wbmax=6.
104     CALL getin_p('wbmax',wbmax)
105     ok_convstop=.False.
106     CALL getin_p('ok_convstop',ok_convstop)
107     tau_stop=15000.
108     CALL getin_p('tau_stop',tau_stop)
109     ok_intermittent=.False.
110     CALL getin_p('ok_intermittent',ok_intermittent)
111     ok_optim_yield=.False.
112     CALL getin_p('ok_optim_yield',ok_optim_yield)
113     coef_peel=0.25
114     CALL getin_p('coef_peel',coef_peel)
115
116     flag_epKEorig=1
117     CALL getin_p('flag_epKEorig',flag_epKEorig)
118     elcrit=0.0003
119     CALL getin_p('elcrit',elcrit)
120     tlcrit=-55.0
121     CALL getin_p('tlcrit',tlcrit)
122
123    WRITE (*, *) 't_top_max=', t_top_max
124    WRITE (*, *) 'dpbase=', dpbase
125    WRITE (*, *) 'pbcrit=', pbcrit
126    WRITE (*, *) 'ptcrit=', ptcrit
127    WRITE (*, *) 'sigdz=', sigdz
128    WRITE (*, *) 'spfac=', spfac
129    WRITE (*, *) 'tau=', tau
130    WRITE (*, *) 'flag_wb=', flag_wb
131    WRITE (*, *) 'wbmax=', wbmax
132    WRITE (*, *) 'ok_convstop=', ok_convstop
133    WRITE (*, *) 'tau_stop=', tau_stop
134    WRITE (*, *) 'ok_intermittent=', ok_intermittent
135    WRITE (*, *) 'ok_optim_yield =', ok_optim_yield
136    WRITE (*, *) 'coef_peel=', coef_peel
137
138    WRITE (*, *) 'flag_epKEorig=', flag_epKEorig
139    WRITE (*, *) 'elcrit=', elcrit
140    WRITE (*, *) 'tlcrit=', tlcrit
141    first = .FALSE.
142  END IF ! (first)
143
144  beta = 1.0 - delt/tau
145  alpha1 = 1.5E-3
146!JYG    Correction bug alpha
147  alpha1 = alpha1*1.5
148  alpha = alpha1*delt/tau
149!JYG    Bug
150! cc increase alpha to compensate W decrease:
151! c      alpha  = alpha*1.5
152
153  noconv_stop = max(2.,tau_stop/delt)
154
155  RETURN
156END SUBROUTINE cv3_param
157
158SUBROUTINE cv3_incrcount(len, nd, delt, sig)
159
160IMPLICIT NONE
161
162! =====================================================================
163!  Increment the counter sig(nd)
164! =====================================================================
165
166  include "cv3param.h"
167
168!inputs:
169  INTEGER, INTENT(IN)                     :: len
170  INTEGER, INTENT(IN)                     :: nd
171  REAL, INTENT(IN)                        :: delt ! timestep (seconds)
172
173!input/output
174  REAL, DIMENSION(len,nd), INTENT(INOUT)  :: sig
175
176!local variables
177  INTEGER il
178
179!    print *,'cv3_incrcount : noconv_stop ',noconv_stop
180!    print *,'cv3_incrcount in, sig(1,nd) ',sig(1,nd)
181    IF(ok_convstop) THEN
182      DO il = 1, len
183        sig(il, nd) = sig(il, nd) + 1.
184        sig(il, nd) = min(sig(il,nd), noconv_stop+0.1)
185      END DO
186    ELSE
187      DO il = 1, len
188        sig(il, nd) = sig(il, nd) + 1.
189        sig(il, nd) = min(sig(il,nd), 12.1)
190      END DO
191    ENDIF  ! (ok_convstop)
192!    print *,'cv3_incrcount out, sig(1,nd) ',sig(1,nd)
193
194  RETURN
195END SUBROUTINE cv3_incrcount
196
197SUBROUTINE cv3_prelim(len, nd, ndp1, t, q, p, ph, &
198                      lv, lf, cpn, tv, gz, h, hm, th)
199  IMPLICIT NONE
200
201! =====================================================================
202! --- CALCULATE ARRAYS OF GEOPOTENTIAL, HEAT CAPACITY & STATIC ENERGY
203! "ori": from convect4.3 (vectorized)
204! "convect3": to be exactly consistent with convect3
205! =====================================================================
206
207! inputs:
208  INTEGER len, nd, ndp1
209  REAL t(len, nd), q(len, nd), p(len, nd), ph(len, ndp1)
210
211! outputs:
212  REAL lv(len, nd), lf(len, nd), cpn(len, nd), tv(len, nd)
213  REAL gz(len, nd), h(len, nd), hm(len, nd)
214  REAL th(len, nd)
215
216! local variables:
217  INTEGER k, i
218  REAL rdcp
219  REAL tvx, tvy ! convect3
220  REAL cpx(len, nd)
221
222  include "cvthermo.h"
223  include "cv3param.h"
224
225
226! ori      do 110 k=1,nlp
227! abderr     do 110 k=1,nl ! convect3
228  DO k = 1, nlp
229
230    DO i = 1, len
231! debug          lv(i,k)= lv0-clmcpv*(t(i,k)-t0)
232      lv(i, k) = lv0 - clmcpv*(t(i,k)-273.15)
233      lf(i, k) = lf0 - clmci*(t(i,k)-273.15)
234      cpn(i, k) = cpd*(1.0-q(i,k)) + cpv*q(i, k)
235      cpx(i, k) = cpd*(1.0-q(i,k)) + cl*q(i, k)
236! ori          tv(i,k)=t(i,k)*(1.0+q(i,k)*epsim1)
237      tv(i, k) = t(i, k)*(1.0+q(i,k)/eps-q(i,k))
238      rdcp = (rrd*(1.-q(i,k))+q(i,k)*rrv)/cpn(i, k)
239      th(i, k) = t(i, k)*(1000.0/p(i,k))**rdcp
240    END DO
241  END DO
242
243! gz = phi at the full levels (same as p).
244
245!!  DO i = 1, len                    !jyg
246!!    gz(i, 1) = 0.0                 !jyg
247!!  END DO                           !jyg
248    gz(:,:) = 0.                     !jyg: initialization of the whole array
249! ori      do 140 k=2,nlp
250  DO k = 2, nl ! convect3
251    DO i = 1, len
252      tvx = t(i, k)*(1.+q(i,k)/eps-q(i,k))         !convect3
253      tvy = t(i, k-1)*(1.+q(i,k-1)/eps-q(i,k-1))   !convect3
254      gz(i, k) = gz(i, k-1) + 0.5*rrd*(tvx+tvy)* & !convect3
255                 (p(i,k-1)-p(i,k))/ph(i, k)        !convect3
256
257! c        print *,' gz(',k,')',gz(i,k),' tvx',tvx,' tvy ',tvy
258
259! ori         gz(i,k)=gz(i,k-1)+hrd*(tv(i,k-1)+tv(i,k))
260! ori    &         *(p(i,k-1)-p(i,k))/ph(i,k)
261    END DO
262  END DO
263
264! h  = phi + cpT (dry static energy).
265! hm = phi + cp(T-Tbase)+Lq
266
267! ori      do 170 k=1,nlp
268  DO k = 1, nl ! convect3
269    DO i = 1, len
270      h(i, k) = gz(i, k) + cpn(i, k)*t(i, k)
271      hm(i, k) = gz(i, k) + cpx(i, k)*(t(i,k)-t(i,1)) + lv(i, k)*q(i, k)
272    END DO
273  END DO
274
275  RETURN
276END SUBROUTINE cv3_prelim
277
278SUBROUTINE cv3_feed(len, nd, ok_conserv_q, &
279                    t, q, u, v, p, ph, hm, gz, &
280                    p1feed, p2feed, wght, &
281                    wghti, tnk, thnk, qnk, qsnk, unk, vnk, &
282                    cpnk, hnk, nk, icb, icbmax, iflag, gznk, plcl)
283  IMPLICIT NONE
284
285! ================================================================
286! Purpose: CONVECTIVE FEED
287
288! Main differences with cv_feed:
289! - ph added in input
290! - here, nk(i)=minorig
291! - icb defined differently (plcl compared with ph instead of p)
292
293! Main differences with convect3:
294! - we do not compute dplcldt and dplcldr of CLIFT anymore
295! - values iflag different (but tests identical)
296! - A,B explicitely defined (!...)
297! ================================================================
298
299  include "cv3param.h"
300  include "cvthermo.h"
301
302!inputs:
303  INTEGER, INTENT (IN)                               :: len, nd
304  LOGICAL, INTENT (IN)                               :: ok_conserv_q
305  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (IN)             :: t, q, p
306  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (IN)             :: u, v
307  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (IN)             :: hm, gz
308  REAL, DIMENSION (len, nd+1), INTENT (IN)           :: ph
309  REAL, DIMENSION (len), INTENT (IN)                 :: p1feed
310  REAL, DIMENSION (nd), INTENT (IN)                  :: wght
311!input-output
312  REAL, DIMENSION (len), INTENT (INOUT)              :: p2feed
313!outputs:
314  INTEGER, INTENT (OUT)                              :: icbmax
315  INTEGER, DIMENSION (len), INTENT (OUT)             :: iflag, nk, icb
316  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (OUT)            :: wghti
317  REAL, DIMENSION (len), INTENT (OUT)                :: tnk, thnk, qnk, qsnk
318  REAL, DIMENSION (len), INTENT (OUT)                :: unk, vnk
319  REAL, DIMENSION (len), INTENT (OUT)                :: cpnk, hnk, gznk
320  REAL, DIMENSION (len), INTENT (OUT)                :: plcl
321
322!local variables:
323  INTEGER i, k, iter, niter
324  INTEGER ihmin(len)
325  REAL work(len)
326  REAL pup(len), plo(len), pfeed(len)
327  REAL plclup(len), plcllo(len), plclfeed(len)
328  REAL pfeedmin(len)
329  REAL posit(len)
330  LOGICAL nocond(len)
331
332!jyg20140217<
333  INTEGER iostat
334  LOGICAL, SAVE :: first
335  LOGICAL, SAVE :: ok_new_feed
336  REAL, SAVE :: dp_lcl_feed
337!$OMP THREADPRIVATE (first,ok_new_feed,dp_lcl_feed)
338  DATA first/.TRUE./
339  DATA dp_lcl_feed/2./
340
341  IF (first) THEN
342!$OMP MASTER
343    ok_new_feed = ok_conserv_q
344    OPEN (98, FILE='cv3feed_param.data', STATUS='old', FORM='formatted', IOSTAT=iostat)
345    IF (iostat==0) THEN
346      READ (98, *, END=998) ok_new_feed
347998   CONTINUE
348      CLOSE (98)
349    END IF
350    PRINT *, ' ok_new_feed: ', ok_new_feed
351    first = .FALSE.
352!$OMP END MASTER
353  END IF
354!jyg>
355! -------------------------------------------------------------------
356! --- Origin level of ascending parcels for convect3:
357! -------------------------------------------------------------------
358
359  DO i = 1, len
360    nk(i) = minorig
361    gznk(i) = gz(i, nk(i))
362  END DO
363
364! -------------------------------------------------------------------
365! --- Adjust feeding layer thickness so that lifting up to the top of
366! --- the feeding layer does not induce condensation (i.e. so that
367! --- plcl < p2feed).
368! --- Method : iterative secant method.
369! -------------------------------------------------------------------
370
371! 1- First bracketing of the solution : ph(nk+1), p2feed
372
373! 1.a- LCL associated with p2feed
374  DO i = 1, len
375    pup(i) = p2feed(i)
376  END DO
377  CALL cv3_vertmix(len, nd, iflag, p1feed, pup, p, ph, &
378                   t, q, u, v, wght, &
379                   wghti, nk, tnk, thnk, qnk, qsnk, unk, vnk, plclup)
380! 1.b- LCL associated with ph(nk+1)
381  DO i = 1, len
382    plo(i) = ph(i, nk(i)+1)
383  END DO
384  CALL cv3_vertmix(len, nd, iflag, p1feed, plo, p, ph, &
385                   t, q, u, v, wght, &
386                   wghti, nk, tnk, thnk, qnk, qsnk, unk, vnk, plcllo)
387! 2- Iterations
388  niter = 5
389  DO iter = 1, niter
390    DO i = 1, len
391      plcllo(i) = min(plo(i), plcllo(i))
392      plclup(i) = max(pup(i), plclup(i))
393      nocond(i) = plclup(i) <= pup(i)
394    END DO
395    DO i = 1, len
396      IF (nocond(i)) THEN
397        pfeed(i) = pup(i)
398      ELSE
399!JYG20140217<
400        IF (ok_new_feed) THEN
401          pfeed(i) = (pup(i)*(plo(i)-plcllo(i)-dp_lcl_feed)+  &
402                      plo(i)*(plclup(i)-pup(i)+dp_lcl_feed))/ &
403                     (plo(i)-plcllo(i)+plclup(i)-pup(i))
404        ELSE
405          pfeed(i) = (pup(i)*(plo(i)-plcllo(i))+  &
406                      plo(i)*(plclup(i)-pup(i)))/ &
407                     (plo(i)-plcllo(i)+plclup(i)-pup(i))
408        END IF
409!JYG>
410      END IF
411    END DO
412!jyg20140217<
413! For the last iteration, make sure that the top of the feeding layer
414! and LCL are not in the same layer:
415    IF (ok_new_feed) THEN
416      IF (iter==niter) THEN
417        DO i = 1,len                         !jyg
418          pfeedmin(i) = ph(i,minorig+1)      !jyg
419        ENDDO                                !jyg
420        DO k = minorig+1, nl                 !jyg
421!!        DO k = minorig, nl                 !jyg
422          DO i = 1, len
423            IF (ph(i,k)>=plclfeed(i)) pfeedmin(i) = ph(i, k)
424          END DO
425        END DO
426        DO i = 1, len
427          pfeed(i) = max(pfeedmin(i), pfeed(i))
428        END DO
429      END IF
430    END IF
431!jyg>
432
433    CALL cv3_vertmix(len, nd, iflag, p1feed, pfeed, p, ph, &
434                   t, q, u, v, wght, &
435                   wghti, nk, tnk, thnk, qnk, qsnk, unk, vnk, plclfeed)
436!jyg20140217<
437    IF (ok_new_feed) THEN
438      DO i = 1, len
439        posit(i) = (sign(1.,plclfeed(i)-pfeed(i)+dp_lcl_feed)+1.)*0.5
440        IF (plclfeed(i)-pfeed(i)+dp_lcl_feed==0.) posit(i) = 1.
441      END DO
442    ELSE
443      DO i = 1, len
444        posit(i) = (sign(1.,plclfeed(i)-pfeed(i))+1.)*0.5
445        IF (plclfeed(i)==pfeed(i)) posit(i) = 1.
446      END DO
447    END IF
448!jyg>
449    DO i = 1, len
450! - posit = 1 when lcl is below top of feeding layer (plclfeed>pfeed)
451! -               => pup=pfeed
452! - posit = 0 when lcl is above top of feeding layer (plclfeed<pfeed)
453! -               => plo=pfeed
454      pup(i) = posit(i)*pfeed(i) + (1.-posit(i))*pup(i)
455      plo(i) = (1.-posit(i))*pfeed(i) + posit(i)*plo(i)
456      plclup(i) = posit(i)*plclfeed(i) + (1.-posit(i))*plclup(i)
457      plcllo(i) = (1.-posit(i))*plclfeed(i) + posit(i)*plcllo(i)
458    END DO
459  END DO !  iter
460
461  DO i = 1, len
462    p2feed(i) = pfeed(i)
463    plcl(i) = plclfeed(i)
464  END DO
465
466  DO i = 1, len
467    cpnk(i) = cpd*(1.0-qnk(i)) + cpv*qnk(i)
468    hnk(i) = gz(i, 1) + cpnk(i)*tnk(i)
469  END DO
470
471! -------------------------------------------------------------------
472! --- Check whether parcel level temperature and specific humidity
473! --- are reasonable
474! -------------------------------------------------------------------
475  IF (cv_flag_feed == 1) THEN
476    DO i = 1, len
477      IF (((tnk(i)<250.0)                       .OR.  &
478           (qnk(i)<=0.0))                       .AND. &
479          (iflag(i)==0)) iflag(i) = 7
480    END DO
481  ELSEIF (cv_flag_feed >= 2) THEN
482! --- and demand that LCL be high enough
483    DO i = 1, len
484      IF (((tnk(i)<250.0)                       .OR.  &
485           (qnk(i)<=0.0)                        .OR.  &
486           (plcl(i)>min(0.99*ph(i,1),ph(i,3)))) .AND. &
487          (iflag(i)==0)) iflag(i) = 7
488    END DO
489  ENDIF
490
491! -------------------------------------------------------------------
492! --- Calculate first level above lcl (=icb)
493! -------------------------------------------------------------------
494
495!@      do 270 i=1,len
496!@       icb(i)=nlm
497!@ 270  continue
498!@c
499!@      do 290 k=minorig,nl
500!@        do 280 i=1,len
501!@          if((k.ge.(nk(i)+1)).and.(p(i,k).lt.plcl(i)))
502!@     &    icb(i)=min(icb(i),k)
503!@ 280    continue
504!@ 290  continue
505!@c
506!@      do 300 i=1,len
507!@        if((icb(i).ge.nlm).and.(iflag(i).eq.0))iflag(i)=9
508!@ 300  continue
509
510  DO i = 1, len
511    icb(i) = nlm
512  END DO
513
514! la modification consiste a comparer plcl a ph et non a p:
515! icb est defini par :  ph(icb)<plcl<ph(icb-1)
516!@      do 290 k=minorig,nl
517  DO k = 3, nl - 1 ! modif pour que icb soit sup/egal a 2
518    DO i = 1, len
519      IF (ph(i,k)<plcl(i)) icb(i) = min(icb(i), k)
520    END DO
521  END DO
522
523
524! print*,'icb dans cv3_feed '
525! write(*,'(64i2)') icb(2:len-1)
526! call dump2d(64,43,'plcl dans cv3_feed ',plcl(2:len-1))
527
528  DO i = 1, len
529!@        if((icb(i).ge.nlm).and.(iflag(i).eq.0))iflag(i)=9
530    IF ((icb(i)==nlm) .AND. (iflag(i)==0)) iflag(i) = 9
531  END DO
532
533  DO i = 1, len
534    icb(i) = icb(i) - 1 ! icb sup ou egal a 2
535  END DO
536
537! Compute icbmax.
538
539  icbmax = 2
540  DO i = 1, len
541!!        icbmax=max(icbmax,icb(i))
542    IF (iflag(i)<7) icbmax = max(icbmax, icb(i))     ! sb Jun7th02
543  END DO
544
545  RETURN
546END SUBROUTINE cv3_feed
547
548SUBROUTINE cv3_undilute1(len, nd, t, qs, gz, plcl, p, icb, tnk, qnk, gznk, &
549                         tp, tvp, clw, icbs)
550  IMPLICIT NONE
551
552! ----------------------------------------------------------------
553! Equivalent de TLIFT entre NK et ICB+1 inclus
554
555! Differences with convect4:
556!    - specify plcl in input
557!    - icbs is the first level above LCL (may differ from icb)
558!    - in the iterations, used x(icbs) instead x(icb)
559!    - many minor differences in the iterations
560!    - tvp is computed in only one time
561!    - icbs: first level above Plcl (IMIN de TLIFT) in output
562!    - if icbs=icb, compute also tp(icb+1),tvp(icb+1) & clw(icb+1)
563! ----------------------------------------------------------------
564
565  include "cvthermo.h"
566  include "cv3param.h"
567
568! inputs:
569  INTEGER, INTENT (IN)                              :: len, nd
570  INTEGER, DIMENSION (len), INTENT (IN)             :: icb
571  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (IN)            :: t, qs, gz
572  REAL, DIMENSION (len), INTENT (IN)                :: tnk, qnk, gznk
573  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (IN)            :: p
574  REAL, DIMENSION (len), INTENT (IN)                :: plcl              ! convect3
575
576! outputs:
577  INTEGER, DIMENSION (len), INTENT (OUT)            :: icbs
578  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (OUT)           :: tp, tvp, clw
579
580! local variables:
581  INTEGER i, k
582  INTEGER icb1(len), icbsmax2                                            ! convect3
583  REAL tg, qg, alv, s, ahg, tc, denom, es, rg
584  REAL ah0(len), cpp(len)
585  REAL ticb(len), gzicb(len)
586  REAL qsicb(len)                                                        ! convect3
587  REAL cpinv(len)                                                        ! convect3
588
589! -------------------------------------------------------------------
590! --- Calculates the lifted parcel virtual temperature at nk,
591! --- the actual temperature, and the adiabatic
592! --- liquid water content. The procedure is to solve the equation.
593!     cp*tp+L*qp+phi=cp*tnk+L*qnk+gznk.
594! -------------------------------------------------------------------
595
596
597! ***  Calculate certain parcel quantities, including static energy   ***
598
599  DO i = 1, len
600    ah0(i) = (cpd*(1.-qnk(i))+cl*qnk(i))*tnk(i) + qnk(i)*(lv0-clmcpv*(tnk(i)-273.15)) + gznk(i)
601    cpp(i) = cpd*(1.-qnk(i)) + qnk(i)*cpv
602    cpinv(i) = 1./cpp(i)
603  END DO
604
605! ***   Calculate lifted parcel quantities below cloud base   ***
606
607  DO i = 1, len                                           !convect3
608    icb1(i) = min(max(icb(i), 2), nl)
609! if icb is below LCL, start loop at ICB+1:
610! (icbs est le premier niveau au-dessus du LCL)
611    icbs(i) = icb1(i)                                     !convect3
612    IF (plcl(i)<p(i,icb1(i))) THEN
613      icbs(i) = min(icbs(i)+1, nl)                        !convect3
614    END IF
615  END DO                                                  !convect3
616
617  DO i = 1, len !convect3
618    ticb(i) = t(i, icbs(i))                               !convect3
619    gzicb(i) = gz(i, icbs(i))                             !convect3
620    qsicb(i) = qs(i, icbs(i))                             !convect3
621  END DO !convect3
622
623
624! Re-compute icbsmax (icbsmax2):                          !convect3
625!                                                         !convect3
626  icbsmax2 = 2                                            !convect3
627  DO i = 1, len                                           !convect3
628    icbsmax2 = max(icbsmax2, icbs(i))                     !convect3
629  END DO                                                  !convect3
630
631! initialization outputs:
632
633  DO k = 1, icbsmax2                                      ! convect3
634    DO i = 1, len                                         ! convect3
635      tp(i, k) = 0.0                                      ! convect3
636      tvp(i, k) = 0.0                                     ! convect3
637      clw(i, k) = 0.0                                     ! convect3
638    END DO                                                ! convect3
639  END DO                                                  ! convect3
640
641! tp and tvp below cloud base:
642
643  DO k = minorig, icbsmax2 - 1
644    DO i = 1, len
645      tp(i, k) = tnk(i) - (gz(i,k)-gznk(i))*cpinv(i)
646      tvp(i, k) = tp(i, k)*(1.+qnk(i)/eps-qnk(i))        !whole thing (convect3)
647    END DO
648  END DO
649
650! ***  Find lifted parcel quantities above cloud base    ***
651
652  DO i = 1, len
653    tg = ticb(i)
654! ori         qg=qs(i,icb(i))
655    qg = qsicb(i) ! convect3
656! debug         alv=lv0-clmcpv*(ticb(i)-t0)
657    alv = lv0 - clmcpv*(ticb(i)-273.15)
658
659! First iteration.
660
661! ori          s=cpd+alv*alv*qg/(rrv*ticb(i)*ticb(i))
662    s = cpd*(1.-qnk(i)) + cl*qnk(i) + &                   ! convect3
663        alv*alv*qg/(rrv*ticb(i)*ticb(i))                  ! convect3
664    s = 1./s
665! ori          ahg=cpd*tg+(cl-cpd)*qnk(i)*ticb(i)+alv*qg+gzicb(i)
666    ahg = cpd*tg + (cl-cpd)*qnk(i)*tg + alv*qg + gzicb(i) ! convect3
667    tg = tg + s*(ah0(i)-ahg)
668! ori          tg=max(tg,35.0)
669! debug          tc=tg-t0
670    tc = tg - 273.15
671    denom = 243.5 + tc
672    denom = max(denom, 1.0) ! convect3
673! ori          if(tc.ge.0.0)then
674    es = 6.112*exp(17.67*tc/denom)
675! ori          else
676! ori           es=exp(23.33086-6111.72784/tg+0.15215*log(tg))
677! ori          endif
678! ori          qg=eps*es/(p(i,icb(i))-es*(1.-eps))
679    qg = eps*es/(p(i,icbs(i))-es*(1.-eps))
680
681! Second iteration.
682
683
684! ori          s=cpd+alv*alv*qg/(rrv*ticb(i)*ticb(i))
685! ori          s=1./s
686! ori          ahg=cpd*tg+(cl-cpd)*qnk(i)*ticb(i)+alv*qg+gzicb(i)
687    ahg = cpd*tg + (cl-cpd)*qnk(i)*tg + alv*qg + gzicb(i) ! convect3
688    tg = tg + s*(ah0(i)-ahg)
689! ori          tg=max(tg,35.0)
690! debug          tc=tg-t0
691    tc = tg - 273.15
692    denom = 243.5 + tc
693    denom = max(denom, 1.0)                               ! convect3
694! ori          if(tc.ge.0.0)then
695    es = 6.112*exp(17.67*tc/denom)
696! ori          else
697! ori           es=exp(23.33086-6111.72784/tg+0.15215*log(tg))
698! ori          end if
699! ori          qg=eps*es/(p(i,icb(i))-es*(1.-eps))
700    qg = eps*es/(p(i,icbs(i))-es*(1.-eps))
701
702    alv = lv0 - clmcpv*(ticb(i)-273.15)
703
704! ori c approximation here:
705! ori         tp(i,icb(i))=(ah0(i)-(cl-cpd)*qnk(i)*ticb(i)
706! ori     &   -gz(i,icb(i))-alv*qg)/cpd
707
708! convect3: no approximation:
709    tp(i, icbs(i)) = (ah0(i)-gz(i,icbs(i))-alv*qg)/(cpd+(cl-cpd)*qnk(i))
710
711! ori         clw(i,icb(i))=qnk(i)-qg
712! ori         clw(i,icb(i))=max(0.0,clw(i,icb(i)))
713    clw(i, icbs(i)) = qnk(i) - qg
714    clw(i, icbs(i)) = max(0.0, clw(i,icbs(i)))
715
716    rg = qg/(1.-qnk(i))
717! ori         tvp(i,icb(i))=tp(i,icb(i))*(1.+rg*epsi)
718! convect3: (qg utilise au lieu du vrai mixing ratio rg)
719    tvp(i, icbs(i)) = tp(i, icbs(i))*(1.+qg/eps-qnk(i))   !whole thing
720
721  END DO
722
723! ori      do 380 k=minorig,icbsmax2
724! ori       do 370 i=1,len
725! ori         tvp(i,k)=tvp(i,k)-tp(i,k)*qnk(i)
726! ori 370   continue
727! ori 380  continue
728
729
730! -- The following is only for convect3:
731
732! * icbs is the first level above the LCL:
733! if plcl<p(icb), then icbs=icb+1
734! if plcl>p(icb), then icbs=icb
735
736! * the routine above computes tvp from minorig to icbs (included).
737
738! * to compute buoybase (in cv3_trigger.F), both tvp(icb) and tvp(icb+1)
739! must be known. This is the case if icbs=icb+1, but not if icbs=icb.
740
741! * therefore, in the case icbs=icb, we compute tvp at level icb+1
742! (tvp at other levels will be computed in cv3_undilute2.F)
743
744
745  DO i = 1, len
746    ticb(i) = t(i, icb(i)+1)
747    gzicb(i) = gz(i, icb(i)+1)
748    qsicb(i) = qs(i, icb(i)+1)
749  END DO
750
751  DO i = 1, len
752    tg = ticb(i)
753    qg = qsicb(i) ! convect3
754! debug         alv=lv0-clmcpv*(ticb(i)-t0)
755    alv = lv0 - clmcpv*(ticb(i)-273.15)
756
757! First iteration.
758
759! ori          s=cpd+alv*alv*qg/(rrv*ticb(i)*ticb(i))
760    s = cpd*(1.-qnk(i)) + cl*qnk(i) &                         ! convect3
761      +alv*alv*qg/(rrv*ticb(i)*ticb(i))                       ! convect3
762    s = 1./s
763! ori          ahg=cpd*tg+(cl-cpd)*qnk(i)*ticb(i)+alv*qg+gzicb(i)
764    ahg = cpd*tg + (cl-cpd)*qnk(i)*tg + alv*qg + gzicb(i)     ! convect3
765    tg = tg + s*(ah0(i)-ahg)
766! ori          tg=max(tg,35.0)
767! debug          tc=tg-t0
768    tc = tg - 273.15
769    denom = 243.5 + tc
770    denom = max(denom, 1.0)                                   ! convect3
771! ori          if(tc.ge.0.0)then
772    es = 6.112*exp(17.67*tc/denom)
773! ori          else
774! ori           es=exp(23.33086-6111.72784/tg+0.15215*log(tg))
775! ori          endif
776! ori          qg=eps*es/(p(i,icb(i))-es*(1.-eps))
777    qg = eps*es/(p(i,icb(i)+1)-es*(1.-eps))
778
779! Second iteration.
780
781
782! ori          s=cpd+alv*alv*qg/(rrv*ticb(i)*ticb(i))
783! ori          s=1./s
784! ori          ahg=cpd*tg+(cl-cpd)*qnk(i)*ticb(i)+alv*qg+gzicb(i)
785    ahg = cpd*tg + (cl-cpd)*qnk(i)*tg + alv*qg + gzicb(i)     ! convect3
786    tg = tg + s*(ah0(i)-ahg)
787! ori          tg=max(tg,35.0)
788! debug          tc=tg-t0
789    tc = tg - 273.15
790    denom = 243.5 + tc
791    denom = max(denom, 1.0)                                   ! convect3
792! ori          if(tc.ge.0.0)then
793    es = 6.112*exp(17.67*tc/denom)
794! ori          else
795! ori           es=exp(23.33086-6111.72784/tg+0.15215*log(tg))
796! ori          end if
797! ori          qg=eps*es/(p(i,icb(i))-es*(1.-eps))
798    qg = eps*es/(p(i,icb(i)+1)-es*(1.-eps))
799
800    alv = lv0 - clmcpv*(ticb(i)-273.15)
801
802! ori c approximation here:
803! ori         tp(i,icb(i))=(ah0(i)-(cl-cpd)*qnk(i)*ticb(i)
804! ori     &   -gz(i,icb(i))-alv*qg)/cpd
805
806! convect3: no approximation:
807    tp(i, icb(i)+1) = (ah0(i)-gz(i,icb(i)+1)-alv*qg)/(cpd+(cl-cpd)*qnk(i))
808
809! ori         clw(i,icb(i))=qnk(i)-qg
810! ori         clw(i,icb(i))=max(0.0,clw(i,icb(i)))
811    clw(i, icb(i)+1) = qnk(i) - qg
812    clw(i, icb(i)+1) = max(0.0, clw(i,icb(i)+1))
813
814    rg = qg/(1.-qnk(i))
815! ori         tvp(i,icb(i))=tp(i,icb(i))*(1.+rg*epsi)
816! convect3: (qg utilise au lieu du vrai mixing ratio rg)
817    tvp(i, icb(i)+1) = tp(i, icb(i)+1)*(1.+qg/eps-qnk(i))     !whole thing
818
819  END DO
820
821  RETURN
822END SUBROUTINE cv3_undilute1
823
824SUBROUTINE cv3_trigger(len, nd, icb, plcl, p, th, tv, tvp, thnk, &
825                       pbase, buoybase, iflag, sig, w0)
826  IMPLICIT NONE
827
828! -------------------------------------------------------------------
829! --- TRIGGERING
830
831! - computes the cloud base
832! - triggering (crude in this version)
833! - relaxation of sig and w0 when no convection
834
835! Caution1: if no convection, we set iflag=4
836! (it used to be 0 in convect3)
837
838! Caution2: at this stage, tvp (and thus buoy) are know up
839! through icb only!
840! -> the buoyancy below cloud base not (yet) set to the cloud base buoyancy
841! -------------------------------------------------------------------
842
843  include "cv3param.h"
844
845! input:
846  INTEGER len, nd
847  INTEGER icb(len)
848  REAL plcl(len), p(len, nd)
849  REAL th(len, nd), tv(len, nd), tvp(len, nd)
850  REAL thnk(len)
851
852! output:
853  REAL pbase(len), buoybase(len)
854
855! input AND output:
856  INTEGER iflag(len)
857  REAL sig(len, nd), w0(len, nd)
858
859! local variables:
860  INTEGER i, k
861  REAL tvpbase, tvbase, tdif, ath, ath1
862
863
864! ***   set cloud base buoyancy at (plcl+dpbase) level buoyancy
865
866  DO i = 1, len
867    pbase(i) = plcl(i) + dpbase
868    tvpbase = tvp(i, icb(i))  *(pbase(i)-p(i,icb(i)+1))/(p(i,icb(i))-p(i,icb(i)+1)) + &
869              tvp(i, icb(i)+1)*(p(i,icb(i))-pbase(i))  /(p(i,icb(i))-p(i,icb(i)+1))
870    tvbase = tv(i, icb(i))  *(pbase(i)-p(i,icb(i)+1))/(p(i,icb(i))-p(i,icb(i)+1)) + &
871             tv(i, icb(i)+1)*(p(i,icb(i))-pbase(i))  /(p(i,icb(i))-p(i,icb(i)+1))
872    buoybase(i) = tvpbase - tvbase
873  END DO
874
875
876! ***   make sure that column is dry adiabatic between the surface  ***
877! ***    and cloud base, and that lifted air is positively buoyant  ***
878! ***                         at cloud base                         ***
879! ***       if not, return to calling program after resetting       ***
880! ***                        sig(i) and w0(i)                       ***
881
882
883! oct3      do 200 i=1,len
884! oct3
885! oct3       tdif = buoybase(i)
886! oct3       ath1 = th(i,1)
887! oct3       ath  = th(i,icb(i)-1) - dttrig
888! oct3
889! oct3       if (tdif.lt.dtcrit .or. ath.gt.ath1) then
890! oct3         do 60 k=1,nl
891! oct3            sig(i,k) = beta*sig(i,k) - 2.*alpha*tdif*tdif
892! oct3            sig(i,k) = AMAX1(sig(i,k),0.0)
893! oct3            w0(i,k)  = beta*w0(i,k)
894! oct3   60    continue
895! oct3         iflag(i)=4 ! pour version vectorisee
896! oct3c convect3         iflag(i)=0
897! oct3cccc         return
898! oct3       endif
899! oct3
900! oct3200   continue
901
902! -- oct3: on reecrit la boucle 200 (pour la vectorisation)
903
904  DO k = 1, nl
905    DO i = 1, len
906
907      tdif = buoybase(i)
908      ath1 = thnk(i)
909      ath = th(i, icb(i)-1) - dttrig
910
911      IF (tdif<dtcrit .OR. ath>ath1) THEN
912        sig(i, k) = beta*sig(i, k) - 2.*alpha*tdif*tdif
913        sig(i, k) = amax1(sig(i,k), 0.0)
914        w0(i, k) = beta*w0(i, k)
915        iflag(i) = 4 ! pour version vectorisee
916! convect3         iflag(i)=0
917      END IF
918
919    END DO
920  END DO
921
922! fin oct3 --
923
924  RETURN
925END SUBROUTINE cv3_trigger
926
927SUBROUTINE cv3_compress(len, nloc, ncum, nd, ntra, &
928                        iflag1, nk1, icb1, icbs1, &
929                        plcl1, tnk1, qnk1, gznk1, pbase1, buoybase1, &
930                        t1, q1, qs1, u1, v1, gz1, th1, &
931                        tra1, &
932                        h1, lv1, cpn1, p1, ph1, tv1, tp1, tvp1, clw1, &
933                        sig1, w01, &
934                        iflag, nk, icb, icbs, &
935                        plcl, tnk, qnk, gznk, pbase, buoybase, &
936                        t, q, qs, u, v, gz, th, &
937                        tra, &
938                        h, lv, cpn, p, ph, tv, tp, tvp, clw, &
939                        sig, w0)
940  USE print_control_mod, ONLY: lunout
941  IMPLICIT NONE
942
943  include "cv3param.h"
944
945!inputs:
946  INTEGER len, ncum, nd, ntra, nloc
947  INTEGER iflag1(len), nk1(len), icb1(len), icbs1(len)
948  REAL plcl1(len), tnk1(len), qnk1(len), gznk1(len)
949  REAL pbase1(len), buoybase1(len)
950  REAL t1(len, nd), q1(len, nd), qs1(len, nd), u1(len, nd), v1(len, nd)
951  REAL gz1(len, nd), h1(len, nd), lv1(len, nd), cpn1(len, nd)
952  REAL p1(len, nd), ph1(len, nd+1), tv1(len, nd), tp1(len, nd)
953  REAL tvp1(len, nd), clw1(len, nd)
954  REAL th1(len, nd)
955  REAL sig1(len, nd), w01(len, nd)
956  REAL tra1(len, nd, ntra)
957
958!outputs:
959! en fait, on a nloc=len pour l'instant (cf cv_driver)
960  INTEGER iflag(nloc), nk(nloc), icb(nloc), icbs(nloc)
961  REAL plcl(nloc), tnk(nloc), qnk(nloc), gznk(nloc)
962  REAL pbase(nloc), buoybase(nloc)
963  REAL t(nloc, nd), q(nloc, nd), qs(nloc, nd), u(nloc, nd), v(nloc, nd)
964  REAL gz(nloc, nd), h(nloc, nd), lv(nloc, nd), cpn(nloc, nd)
965  REAL p(nloc, nd), ph(nloc, nd+1), tv(nloc, nd), tp(nloc, nd)
966  REAL tvp(nloc, nd), clw(nloc, nd)
967  REAL th(nloc, nd)
968  REAL sig(nloc, nd), w0(nloc, nd)
969  REAL tra(nloc, nd, ntra)
970
971!local variables:
972  INTEGER i, k, nn, j
973
974  CHARACTER (LEN=20) :: modname = 'cv3_compress'
975  CHARACTER (LEN=80) :: abort_message
976
977  DO k = 1, nl + 1
978    nn = 0
979    DO i = 1, len
980      IF (iflag1(i)==0) THEN
981        nn = nn + 1
982        sig(nn, k) = sig1(i, k)
983        w0(nn, k) = w01(i, k)
984        t(nn, k) = t1(i, k)
985        q(nn, k) = q1(i, k)
986        qs(nn, k) = qs1(i, k)
987        u(nn, k) = u1(i, k)
988        v(nn, k) = v1(i, k)
989        gz(nn, k) = gz1(i, k)
990        h(nn, k) = h1(i, k)
991        lv(nn, k) = lv1(i, k)
992        cpn(nn, k) = cpn1(i, k)
993        p(nn, k) = p1(i, k)
994        ph(nn, k) = ph1(i, k)
995        tv(nn, k) = tv1(i, k)
996        tp(nn, k) = tp1(i, k)
997        tvp(nn, k) = tvp1(i, k)
998        clw(nn, k) = clw1(i, k)
999        th(nn, k) = th1(i, k)
1000      END IF
1001    END DO
1002  END DO
1003
1004!AC!      do 121 j=1,ntra
1005!AC!ccccc      do 111 k=1,nl+1
1006!AC!      do 111 k=1,nd
1007!AC!       nn=0
1008!AC!      do 101 i=1,len
1009!AC!      if(iflag1(i).eq.0)then
1010!AC!       nn=nn+1
1011!AC!       tra(nn,k,j)=tra1(i,k,j)
1012!AC!      endif
1013!AC! 101  continue
1014!AC! 111  continue
1015!AC! 121  continue
1016
1017  IF (nn/=ncum) THEN
1018    WRITE (lunout, *) 'strange! nn not equal to ncum: ', nn, ncum
1019    abort_message = ''
1020    CALL abort_physic(modname, abort_message, 1)
1021  END IF
1022
1023  nn = 0
1024  DO i = 1, len
1025    IF (iflag1(i)==0) THEN
1026      nn = nn + 1
1027      pbase(nn) = pbase1(i)
1028      buoybase(nn) = buoybase1(i)
1029      plcl(nn) = plcl1(i)
1030      tnk(nn) = tnk1(i)
1031      qnk(nn) = qnk1(i)
1032      gznk(nn) = gznk1(i)
1033      nk(nn) = nk1(i)
1034      icb(nn) = icb1(i)
1035      icbs(nn) = icbs1(i)
1036      iflag(nn) = iflag1(i)
1037    END IF
1038  END DO
1039
1040  RETURN
1041END SUBROUTINE cv3_compress
1042
1043SUBROUTINE icefrac(t, clw, qi, nl, len)
1044  IMPLICIT NONE
1045
1046
1047!JAM--------------------------------------------------------------------
1048! Calcul de la quantité d'eau sous forme de glace
1049! --------------------------------------------------------------------
1050  INTEGER nl, len
1051  REAL qi(len, nl)
1052  REAL t(len, nl), clw(len, nl)
1053  REAL fracg
1054  INTEGER k, i
1055
1056  DO k = 3, nl
1057    DO i = 1, len
1058      IF (t(i,k)>263.15) THEN
1059        qi(i, k) = 0.
1060      ELSE
1061        IF (t(i,k)<243.15) THEN
1062          qi(i, k) = clw(i, k)
1063        ELSE
1064          fracg = (263.15-t(i,k))/20
1065          qi(i, k) = clw(i, k)*fracg
1066        END IF
1067      END IF
1068! print*,t(i,k),qi(i,k),'temp,testglace'
1069    END DO
1070  END DO
1071
1072  RETURN
1073
1074END SUBROUTINE icefrac
1075
1076SUBROUTINE cv3_undilute2(nloc, ncum, nd, iflag, icb, icbs, nk, &
1077                         tnk, qnk, gznk, hnk, t, q, qs, gz, &
1078                         p, ph, h, tv, lv, lf, pbase, buoybase, plcl, &
1079                         inb, tp, tvp, clw, hp, ep, sigp, buoy, frac)
1080  USE print_control_mod, ONLY: prt_level
1081  IMPLICIT NONE
1082
1083! ---------------------------------------------------------------------
1084! Purpose:
1085! FIND THE REST OF THE LIFTED PARCEL TEMPERATURES
1086! &
1087! COMPUTE THE PRECIPITATION EFFICIENCIES AND THE
1088! FRACTION OF PRECIPITATION FALLING OUTSIDE OF CLOUD
1089! &
1090! FIND THE LEVEL OF NEUTRAL BUOYANCY
1091
1092! Main differences convect3/convect4:
1093!   - icbs (input) is the first level above LCL (may differ from icb)
1094!   - many minor differences in the iterations
1095!   - condensed water not removed from tvp in convect3
1096!   - vertical profile of buoyancy computed here (use of buoybase)
1097!   - the determination of inb is different
1098!   - no inb1, only inb in output
1099! ---------------------------------------------------------------------
1100
1101  include "cvthermo.h"
1102  include "cv3param.h"
1103  include "conema3.h"
1104  include "cvflag.h"
1105  include "YOMCST2.h"
1106
1107!inputs:
1108  INTEGER, INTENT (IN)                               :: ncum, nd, nloc
1109  INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)             :: icb, icbs, nk
1110  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: t, q, qs, gz
1111  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: p
1112  REAL, DIMENSION (nloc, nd+1), INTENT (IN)          :: ph
1113  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: tnk, qnk, gznk
1114  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: hnk
1115  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: lv, lf, tv, h
1116  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: pbase, buoybase, plcl
1117
1118!input/outputs:
1119  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (INOUT)         :: tp, tvp, clw   ! Input for k = 1, icb+1 (computed in cv3_undilute1)
1120                                                                       ! Output above
1121  INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (INOUT)          :: iflag
1122
1123!outputs:
1124  INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (OUT)            :: inb
1125  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: ep, sigp, hp
1126  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: buoy
1127  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: frac
1128
1129!local variables:
1130  INTEGER i, j, k
1131  REAL tg, qg, ahg, alv, alf, s, tc, es, esi, denom, rg, tca, elacrit
1132  REAL als
1133  REAL qsat_new, snew, qi(nloc, nd)
1134  REAL by, defrac, pden, tbis
1135  REAL ah0(nloc), cape(nloc), capem(nloc), byp(nloc)
1136  LOGICAL lcape(nloc)
1137  INTEGER iposit(nloc)
1138  REAL fracg
1139  REAL deltap
1140
1141  IF (prt_level >= 10) THEN
1142    print *,'cv3_undilute2.0. t(1,k), q(1,k), qs(1,k) ', &
1143                        (k, t(1,k), q(1,k), qs(1,k), k = 1,nl)
1144  ENDIF
1145
1146! =====================================================================
1147! --- SOME INITIALIZATIONS
1148! =====================================================================
1149
1150  DO k = 1, nl
1151    DO i = 1, ncum
1152      qi(i, k) = 0.
1153    END DO
1154  END DO
1155
1156! =====================================================================
1157! --- FIND THE REST OF THE LIFTED PARCEL TEMPERATURES
1158! =====================================================================
1159
1160! ---       The procedure is to solve the equation.
1161!                cp*tp+L*qp+phi=cp*tnk+L*qnk+gznk.
1162
1163! ***  Calculate certain parcel quantities, including static energy   ***
1164
1165
1166  DO i = 1, ncum
1167    ah0(i) = (cpd*(1.-qnk(i))+cl*qnk(i))*tnk(i)+ &
1168! debug          qnk(i)*(lv0-clmcpv*(tnk(i)-t0))+gznk(i)
1169             qnk(i)*(lv0-clmcpv*(tnk(i)-273.15)) + gznk(i)
1170  END DO
1171
1172
1173! ***  Find lifted parcel quantities above cloud base    ***
1174
1175
1176  DO k = minorig + 1, nl
1177    DO i = 1, ncum
1178! ori       if(k.ge.(icb(i)+1))then
1179      IF (k>=(icbs(i)+1)) THEN                                ! convect3
1180        tg = t(i, k)
1181        qg = qs(i, k)
1182! debug       alv=lv0-clmcpv*(t(i,k)-t0)
1183        alv = lv0 - clmcpv*(t(i,k)-273.15)
1184
1185! First iteration.
1186
1187! ori          s=cpd+alv*alv*qg/(rrv*t(i,k)*t(i,k))
1188        s = cpd*(1.-qnk(i)) + cl*qnk(i) + &                   ! convect3
1189            alv*alv*qg/(rrv*t(i,k)*t(i,k))                    ! convect3
1190        s = 1./s
1191! ori          ahg=cpd*tg+(cl-cpd)*qnk(i)*t(i,k)+alv*qg+gz(i,k)
1192        ahg = cpd*tg + (cl-cpd)*qnk(i)*tg + alv*qg + gz(i, k) ! convect3
1193        tg = tg + s*(ah0(i)-ahg)
1194! ori          tg=max(tg,35.0)
1195! debug        tc=tg-t0
1196        tc = tg - 273.15
1197        denom = 243.5 + tc
1198        denom = max(denom, 1.0)                               ! convect3
1199! ori          if(tc.ge.0.0)then
1200        es = 6.112*exp(17.67*tc/denom)
1201! ori          else
1202! ori                   es=exp(23.33086-6111.72784/tg+0.15215*log(tg))
1203! ori          endif
1204        qg = eps*es/(p(i,k)-es*(1.-eps))
1205
1206! Second iteration.
1207
1208! ori          s=cpd+alv*alv*qg/(rrv*t(i,k)*t(i,k))
1209! ori          s=1./s
1210! ori          ahg=cpd*tg+(cl-cpd)*qnk(i)*t(i,k)+alv*qg+gz(i,k)
1211        ahg = cpd*tg + (cl-cpd)*qnk(i)*tg + alv*qg + gz(i, k) ! convect3
1212        tg = tg + s*(ah0(i)-ahg)
1213! ori          tg=max(tg,35.0)
1214! debug        tc=tg-t0
1215        tc = tg - 273.15
1216        denom = 243.5 + tc
1217        denom = max(denom, 1.0)                               ! convect3
1218! ori          if(tc.ge.0.0)then
1219        es = 6.112*exp(17.67*tc/denom)
1220! ori          else
1221! ori                   es=exp(23.33086-6111.72784/tg+0.15215*log(tg))
1222! ori          endif
1223        qg = eps*es/(p(i,k)-es*(1.-eps))
1224
1225! debug        alv=lv0-clmcpv*(t(i,k)-t0)
1226        alv = lv0 - clmcpv*(t(i,k)-273.15)
1227! print*,'cpd dans convect2 ',cpd
1228! print*,'tp(i,k),ah0(i),cl,cpd,qnk(i),t(i,k),gz(i,k),alv,qg,cpd'
1229! print*,tp(i,k),ah0(i),cl,cpd,qnk(i),t(i,k),gz(i,k),alv,qg,cpd
1230
1231! ori c approximation here:
1232! ori        tp(i,k)=(ah0(i)-(cl-cpd)*qnk(i)*t(i,k)-gz(i,k)-alv*qg)/cpd
1233
1234! convect3: no approximation:
1235        IF (cvflag_ice) THEN
1236          tp(i, k) = max(0., (ah0(i)-gz(i,k)-alv*qg)/(cpd+(cl-cpd)*qnk(i)))
1237        ELSE
1238          tp(i, k) = (ah0(i)-gz(i,k)-alv*qg)/(cpd+(cl-cpd)*qnk(i))
1239        END IF
1240
1241        clw(i, k) = qnk(i) - qg
1242        clw(i, k) = max(0.0, clw(i,k))
1243        rg = qg/(1.-qnk(i))
1244! ori               tvp(i,k)=tp(i,k)*(1.+rg*epsi)
1245! convect3: (qg utilise au lieu du vrai mixing ratio rg):
1246        tvp(i, k) = tp(i, k)*(1.+qg/eps-qnk(i)) ! whole thing
1247        IF (cvflag_ice) THEN
1248          IF (clw(i,k)<1.E-11) THEN
1249            tp(i, k) = tv(i, k)
1250            tvp(i, k) = tv(i, k)
1251          END IF
1252        END IF
1253!jyg<
1254!!      END IF  ! Endif moved to the end of the loop
1255!>jyg
1256
1257      IF (cvflag_ice) THEN
1258!CR:attention boucle en klon dans Icefrac
1259! Call Icefrac(t,clw,qi,nl,nloc)
1260        IF (t(i,k)>263.15) THEN
1261          qi(i, k) = 0.
1262        ELSE
1263          IF (t(i,k)<243.15) THEN
1264            qi(i, k) = clw(i, k)
1265          ELSE
1266            fracg = (263.15-t(i,k))/20
1267            qi(i, k) = clw(i, k)*fracg
1268          END IF
1269        END IF
1270!CR: fin test
1271        IF (t(i,k)<263.15) THEN
1272!CR: on commente les calculs d'Arnaud car division par zero
1273! nouveau calcul propose par JYG
1274!       alv=lv0-clmcpv*(t(i,k)-273.15)
1275!       alf=lf0-clmci*(t(i,k)-273.15)
1276!       tg=tp(i,k)
1277!       tc=tp(i,k)-273.15
1278!       denom=243.5+tc
1279!       do j=1,3
1280! cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
1281! il faudra que esi vienne en argument de la convection
1282! cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
1283!        tbis=t(i,k)+(tp(i,k)-tg)
1284!        esi=exp(23.33086-(6111.72784/tbis) + &
1285!                       0.15215*log(tbis))
1286!        qsat_new=eps*esi/(p(i,k)-esi*(1.-eps))
1287!        snew=cpd*(1.-qnk(i))+cl*qnk(i)+alv*alv*qsat_new/ &
1288!                                       (rrv*tbis*tbis)
1289!        snew=1./snew
1290!        print*,esi,qsat_new,snew,'esi,qsat,snew'
1291!        tp(i,k)=tg+(alf*qi(i,k)+alv*qg*(1.-(esi/es)))*snew
1292!        print*,k,tp(i,k),qnk(i),'avec glace'
1293!        print*,'tpNAN',tg,alf,qi(i,k),alv,qg,esi,es,snew
1294!       enddo
1295
1296          alv = lv0 - clmcpv*(t(i,k)-273.15)
1297          alf = lf0 + clmci*(t(i,k)-273.15)
1298          als = alf + alv
1299          tg = tp(i, k)
1300          tp(i, k) = t(i, k)
1301          DO j = 1, 3
1302            esi = exp(23.33086-(6111.72784/tp(i,k))+0.15215*log(tp(i,k)))
1303            qsat_new = eps*esi/(p(i,k)-esi*(1.-eps))
1304            snew = cpd*(1.-qnk(i)) + cl*qnk(i) + alv*als*qsat_new/ &
1305                                                 (rrv*tp(i,k)*tp(i,k))
1306            snew = 1./snew
1307! c             print*,esi,qsat_new,snew,'esi,qsat,snew'
1308            tp(i, k) = tp(i, k) + &
1309                       ((cpd*(1.-qnk(i))+cl*qnk(i))*(tg-tp(i,k)) + &
1310                        alv*(qg-qsat_new)+alf*qi(i,k))*snew
1311! print*,k,tp(i,k),qsat_new,qnk(i),qi(i,k), &
1312!              'k,tp,q,qt,qi avec glace'
1313          END DO
1314
1315!CR:reprise du code AJ
1316          clw(i, k) = qnk(i) - qsat_new
1317          clw(i, k) = max(0.0, clw(i,k))
1318          tvp(i, k) = max(0., tp(i,k)*(1.+qsat_new/eps-qnk(i)))
1319! print*,tvp(i,k),'tvp'
1320        END IF
1321        IF (clw(i,k)<1.E-11) THEN
1322          tp(i, k) = tv(i, k)
1323          tvp(i, k) = tv(i, k)
1324        END IF
1325      END IF ! (cvflag_ice)
1326!jyg<
1327      END IF ! (k>=(icbs(i)+1))
1328!>jyg
1329    END DO
1330  END DO
1331
1332  IF (prt_level >= 10) THEN
1333    print *,'cv3_undilute2.1. tp(1,k), tvp(1,k) ', &
1334                          (k, tp(1,k), tvp(1,k), k = 1,nl)
1335  ENDIF
1336
1337! =====================================================================
1338! --- SET THE PRECIPITATION EFFICIENCIES AND THE FRACTION OF
1339! --- PRECIPITATION FALLING OUTSIDE OF CLOUD
1340! --- THESE MAY BE FUNCTIONS OF TP(I), P(I) AND CLW(I)
1341! =====================================================================
1342!
1343!jyg<
1344  DO k = 1, nl
1345    DO i = 1, ncum
1346      ep(i, k) = 0.0
1347      sigp(i, k) = spfac
1348    END DO
1349  END DO
1350!>jyg
1351!
1352  IF (flag_epkeorig/=1) THEN
1353    DO k = 1, nl ! convect3
1354      DO i = 1, ncum
1355!jyg<
1356       IF(k>=icb(i)) THEN
1357!>jyg
1358         pden = ptcrit - pbcrit
1359         ep(i, k) = (plcl(i)-p(i,k)-pbcrit)/pden*epmax
1360         ep(i, k) = max(ep(i,k), 0.0)
1361         ep(i, k) = min(ep(i,k), epmax)
1362!!         sigp(i, k) = spfac  ! jyg
1363        ENDIF   ! (k>=icb(i))
1364      END DO
1365    END DO
1366  ELSE
1367    DO k = 1, nl
1368      DO i = 1, ncum
1369        IF(k>=icb(i)) THEN
1370!!        IF (k>=(nk(i)+1)) THEN
1371!>jyg
1372          tca = tp(i, k) - t0
1373          IF (tca>=0.0) THEN
1374            elacrit = elcrit
1375          ELSE
1376            elacrit = elcrit*(1.0-tca/tlcrit)
1377          END IF
1378          elacrit = max(elacrit, 0.0)
1379          ep(i, k) = 1.0 - elacrit/max(clw(i,k), 1.0E-8)
1380          ep(i, k) = max(ep(i,k), 0.0)
1381          ep(i, k) = min(ep(i,k), epmax)
1382!!          sigp(i, k) = spfac  ! jyg
1383        END IF  ! (k>=icb(i))
1384      END DO
1385    END DO
1386  END IF
1387!
1388! =====================================================================
1389! --- CALCULATE VIRTUAL TEMPERATURE AND LIFTED PARCEL
1390! --- VIRTUAL TEMPERATURE
1391! =====================================================================
1392
1393! dans convect3, tvp est calcule en une seule fois, et sans retirer
1394! l'eau condensee (~> reversible CAPE)
1395
1396! ori      do 340 k=minorig+1,nl
1397! ori        do 330 i=1,ncum
1398! ori        if(k.ge.(icb(i)+1))then
1399! ori          tvp(i,k)=tvp(i,k)*(1.0-qnk(i)+ep(i,k)*clw(i,k))
1400! oric         print*,'i,k,tvp(i,k),qnk(i),ep(i,k),clw(i,k)'
1401! oric         print*, i,k,tvp(i,k),qnk(i),ep(i,k),clw(i,k)
1402! ori        endif
1403! ori 330    continue
1404! ori 340  continue
1405
1406! ori      do 350 i=1,ncum
1407! ori       tvp(i,nlp)=tvp(i,nl)-(gz(i,nlp)-gz(i,nl))/cpd
1408! ori 350  continue
1409
1410  DO i = 1, ncum                                           ! convect3
1411    tp(i, nlp) = tp(i, nl)                                 ! convect3
1412  END DO                                                   ! convect3
1413
1414! =====================================================================
1415! --- EFFECTIVE VERTICAL PROFILE OF BUOYANCY (convect3 only):
1416! =====================================================================
1417
1418! -- this is for convect3 only:
1419
1420! first estimate of buoyancy:
1421
1422!jyg : k-loop outside i-loop (07042015)
1423  DO k = 1, nl
1424    DO i = 1, ncum
1425      buoy(i, k) = tvp(i, k) - tv(i, k)
1426    END DO
1427  END DO
1428
1429! set buoyancy=buoybase for all levels below base
1430! for safety, set buoy(icb)=buoybase
1431
1432!jyg : k-loop outside i-loop (07042015)
1433  DO k = 1, nl
1434    DO i = 1, ncum
1435      IF ((k>=icb(i)) .AND. (k<=nl) .AND. (p(i,k)>=pbase(i))) THEN
1436        buoy(i, k) = buoybase(i)
1437      END IF
1438    END DO
1439  END DO
1440  DO i = 1, ncum
1441!    buoy(icb(i),k)=buoybase(i)
1442    buoy(i, icb(i)) = buoybase(i)
1443  END DO
1444
1445! -- end convect3
1446
1447! =====================================================================
1448! --- FIND THE FIRST MODEL LEVEL (INB) ABOVE THE PARCEL'S
1449! --- LEVEL OF NEUTRAL BUOYANCY
1450! =====================================================================
1451
1452! -- this is for convect3 only:
1453
1454  DO i = 1, ncum
1455    inb(i) = nl - 1
1456    iposit(i) = nl
1457  END DO
1458
1459
1460! --    iposit(i) = first level, above icb, with positive buoyancy
1461  DO k = 1, nl - 1
1462    DO i = 1, ncum
1463      IF (k>=icb(i) .AND. buoy(i,k)>0.) THEN
1464        iposit(i) = min(iposit(i), k)
1465      END IF
1466    END DO
1467  END DO
1468
1469  DO i = 1, ncum
1470    IF (iposit(i)==nl) THEN
1471      iposit(i) = icb(i)
1472    END IF
1473  END DO
1474
1475  DO k = 1, nl - 1
1476    DO i = 1, ncum
1477      IF ((k>=iposit(i)) .AND. (buoy(i,k)<dtovsh)) THEN
1478        inb(i) = min(inb(i), k)
1479      END IF
1480    END DO
1481  END DO
1482
1483!CR fix computation of inb
1484!keep flag or modify in all cases?
1485  IF (iflag_mix_adiab.eq.1) THEN
1486  DO i = 1, ncum
1487     cape(i)=0.
1488     inb(i)=icb(i)+1
1489  ENDDO
1490 
1491  DO k = 2, nl
1492    DO i = 1, ncum
1493       IF ((k>=iposit(i))) THEN
1494       deltap = min(plcl(i), ph(i,k-1)) - min(plcl(i), ph(i,k))
1495       cape(i) = cape(i) + rrd*buoy(i, k-1)*deltap/p(i, k-1)
1496       IF (cape(i).gt.0.) THEN
1497        inb(i) = max(inb(i), k)
1498       END IF
1499       ENDIF
1500    ENDDO
1501  ENDDO
1502
1503!  DO i = 1, ncum
1504!     print*,"inb",inb(i)
1505!  ENDDO
1506
1507  endif
1508
1509! -- end convect3
1510
1511! ori      do 510 i=1,ncum
1512! ori        cape(i)=0.0
1513! ori        capem(i)=0.0
1514! ori        inb(i)=icb(i)+1
1515! ori        inb1(i)=inb(i)
1516! ori 510  continue
1517
1518! Originial Code
1519
1520!    do 530 k=minorig+1,nl-1
1521!     do 520 i=1,ncum
1522!      if(k.ge.(icb(i)+1))then
1523!       by=(tvp(i,k)-tv(i,k))*dph(i,k)/p(i,k)
1524!       byp=(tvp(i,k+1)-tv(i,k+1))*dph(i,k+1)/p(i,k+1)
1525!       cape(i)=cape(i)+by
1526!       if(by.ge.0.0)inb1(i)=k+1
1527!       if(cape(i).gt.0.0)then
1528!        inb(i)=k+1
1529!        capem(i)=cape(i)
1530!       endif
1531!      endif
1532!520    continue
1533!530  continue
1534!    do 540 i=1,ncum
1535!     byp=(tvp(i,nl)-tv(i,nl))*dph(i,nl)/p(i,nl)
1536!     cape(i)=capem(i)+byp
1537!     defrac=capem(i)-cape(i)
1538!     defrac=max(defrac,0.001)
1539!     frac(i)=-cape(i)/defrac
1540!     frac(i)=min(frac(i),1.0)
1541!     frac(i)=max(frac(i),0.0)
1542!540   continue
1543
1544!    K Emanuel fix
1545
1546!    call zilch(byp,ncum)
1547!    do 530 k=minorig+1,nl-1
1548!     do 520 i=1,ncum
1549!      if(k.ge.(icb(i)+1))then
1550!       by=(tvp(i,k)-tv(i,k))*dph(i,k)/p(i,k)
1551!       cape(i)=cape(i)+by
1552!       if(by.ge.0.0)inb1(i)=k+1
1553!       if(cape(i).gt.0.0)then
1554!        inb(i)=k+1
1555!        capem(i)=cape(i)
1556!        byp(i)=(tvp(i,k+1)-tv(i,k+1))*dph(i,k+1)/p(i,k+1)
1557!       endif
1558!      endif
1559!520    continue
1560!530  continue
1561!    do 540 i=1,ncum
1562!     inb(i)=max(inb(i),inb1(i))
1563!     cape(i)=capem(i)+byp(i)
1564!     defrac=capem(i)-cape(i)
1565!     defrac=max(defrac,0.001)
1566!     frac(i)=-cape(i)/defrac
1567!     frac(i)=min(frac(i),1.0)
1568!     frac(i)=max(frac(i),0.0)
1569!540   continue
1570
1571! J Teixeira fix
1572
1573! ori      call zilch(byp,ncum)
1574! ori      do 515 i=1,ncum
1575! ori        lcape(i)=.true.
1576! ori 515  continue
1577! ori      do 530 k=minorig+1,nl-1
1578! ori        do 520 i=1,ncum
1579! ori          if(cape(i).lt.0.0)lcape(i)=.false.
1580! ori          if((k.ge.(icb(i)+1)).and.lcape(i))then
1581! ori            by=(tvp(i,k)-tv(i,k))*dph(i,k)/p(i,k)
1582! ori            byp(i)=(tvp(i,k+1)-tv(i,k+1))*dph(i,k+1)/p(i,k+1)
1583! ori            cape(i)=cape(i)+by
1584! ori            if(by.ge.0.0)inb1(i)=k+1
1585! ori            if(cape(i).gt.0.0)then
1586! ori              inb(i)=k+1
1587! ori              capem(i)=cape(i)
1588! ori            endif
1589! ori          endif
1590! ori 520    continue
1591! ori 530  continue
1592! ori      do 540 i=1,ncum
1593! ori          cape(i)=capem(i)+byp(i)
1594! ori          defrac=capem(i)-cape(i)
1595! ori          defrac=max(defrac,0.001)
1596! ori          frac(i)=-cape(i)/defrac
1597! ori          frac(i)=min(frac(i),1.0)
1598! ori          frac(i)=max(frac(i),0.0)
1599! ori 540  continue
1600
1601! --------------------------------------------------------------------
1602!   Prevent convection when top is too hot
1603! --------------------------------------------------------------------
1604  DO i = 1,ncum
1605    IF (t(i,inb(i)) > T_top_max) iflag(i) = 10
1606  ENDDO
1607
1608! =====================================================================
1609! ---   CALCULATE LIQUID WATER STATIC ENERGY OF LIFTED PARCEL
1610! =====================================================================
1611
1612  DO k = 1, nl
1613    DO i = 1, ncum
1614      hp(i, k) = h(i, k)
1615    END DO
1616  END DO
1617
1618!jyg : cvflag_ice test outside the loops (07042015)
1619!
1620  IF (cvflag_ice) THEN
1621!
1622    DO k = minorig + 1, nl
1623      DO i = 1, ncum
1624        IF ((k>=icb(i)) .AND. (k<=inb(i))) THEN
1625          frac(i, k) = 1. - (t(i,k)-243.15)/(263.15-243.15)
1626          frac(i, k) = min(max(frac(i,k),0.0), 1.0)
1627          hp(i, k) = hnk(i) + (lv(i,k)+(cpd-cpv)*t(i,k)+frac(i,k)*lf(i,k))* &
1628                              ep(i, k)*clw(i, k)
1629        END IF
1630      END DO
1631    END DO
1632! Below cloud base, set ice fraction to cloud base value
1633    DO k = 1, nl
1634      DO i = 1, ncum
1635        IF (k<icb(i)) THEN
1636          frac(i,k) = frac(i,icb(i))
1637        END IF
1638      END DO
1639    END DO
1640!
1641  ELSE
1642!
1643    DO k = minorig + 1, nl
1644      DO i = 1, ncum
1645        IF ((k>=icb(i)) .AND. (k<=inb(i))) THEN
1646          hp(i, k) = hnk(i) + (lv(i,k)+(cpd-cpv)*t(i,k))*ep(i, k)*clw(i, k)
1647        END IF
1648      END DO
1649    END DO
1650!
1651  END IF  ! (cvflag_ice)
1652
1653  RETURN
1654END SUBROUTINE cv3_undilute2
1655
1656SUBROUTINE cv3_closure(nloc, ncum, nd, icb, inb, &
1657                       pbase, p, ph, tv, buoy, &
1658                       sig, w0, cape, m, iflag)
1659  IMPLICIT NONE
1660
1661! ===================================================================
1662! ---  CLOSURE OF CONVECT3
1663!
1664! vectorization: S. Bony
1665! ===================================================================
1666
1667  include "cvthermo.h"
1668  include "cv3param.h"
1669
1670!input:
1671  INTEGER ncum, nd, nloc
1672  INTEGER icb(nloc), inb(nloc)
1673  REAL pbase(nloc)
1674  REAL p(nloc, nd), ph(nloc, nd+1)
1675  REAL tv(nloc, nd), buoy(nloc, nd)
1676
1677!input/output:
1678  REAL sig(nloc, nd), w0(nloc, nd)
1679  INTEGER iflag(nloc)
1680
1681!output:
1682  REAL cape(nloc)
1683  REAL m(nloc, nd)
1684
1685!local variables:
1686  INTEGER i, j, k, icbmax
1687  REAL deltap, fac, w, amu
1688  REAL dtmin(nloc, nd), sigold(nloc, nd)
1689  REAL cbmflast(nloc)
1690
1691
1692! -------------------------------------------------------
1693! -- Initialization
1694! -------------------------------------------------------
1695
1696  DO k = 1, nl
1697    DO i = 1, ncum
1698      m(i, k) = 0.0
1699    END DO
1700  END DO
1701
1702! -------------------------------------------------------
1703! -- Reset sig(i) and w0(i) for i>inb and i<icb
1704! -------------------------------------------------------
1705
1706! update sig and w0 above LNB:
1707
1708  DO k = 1, nl - 1
1709    DO i = 1, ncum
1710      IF ((inb(i)<(nl-1)) .AND. (k>=(inb(i)+1))) THEN
1711        sig(i, k) = beta*sig(i, k) + &
1712                    2.*alpha*buoy(i, inb(i))*abs(buoy(i,inb(i)))
1713        sig(i, k) = amax1(sig(i,k), 0.0)
1714        w0(i, k) = beta*w0(i, k)
1715      END IF
1716    END DO
1717  END DO
1718
1719! compute icbmax:
1720
1721  icbmax = 2
1722  DO i = 1, ncum
1723    icbmax = max(icbmax, icb(i))
1724  END DO
1725
1726! update sig and w0 below cloud base:
1727
1728  DO k = 1, icbmax
1729    DO i = 1, ncum
1730      IF (k<=icb(i)) THEN
1731        sig(i, k) = beta*sig(i, k) - &
1732                    2.*alpha*buoy(i, icb(i))*buoy(i, icb(i))
1733        sig(i, k) = max(sig(i,k), 0.0)
1734        w0(i, k) = beta*w0(i, k)
1735      END IF
1736    END DO
1737  END DO
1738
1739!!      if(inb.lt.(nl-1))then
1740!!         do 85 i=inb+1,nl-1
1741!!            sig(i)=beta*sig(i)+2.*alpha*buoy(inb)*
1742!!     1              abs(buoy(inb))
1743!!            sig(i)=max(sig(i),0.0)
1744!!            w0(i)=beta*w0(i)
1745!!   85    continue
1746!!      end if
1747
1748!!      do 87 i=1,icb
1749!!         sig(i)=beta*sig(i)-2.*alpha*buoy(icb)*buoy(icb)
1750!!         sig(i)=max(sig(i),0.0)
1751!!         w0(i)=beta*w0(i)
1752!!   87 continue
1753
1754! -------------------------------------------------------------
1755! -- Reset fractional areas of updrafts and w0 at initial time
1756! -- and after 10 time steps of no convection
1757! -------------------------------------------------------------
1758
1759  DO k = 1, nl - 1
1760    DO i = 1, ncum
1761      IF (sig(i,nd)<1.5 .OR. sig(i,nd)>12.0) THEN
1762        sig(i, k) = 0.0
1763        w0(i, k) = 0.0
1764      END IF
1765    END DO
1766  END DO
1767
1768! -------------------------------------------------------------
1769! -- Calculate convective available potential energy (cape),
1770! -- vertical velocity (w), fractional area covered by
1771! -- undilute updraft (sig), and updraft mass flux (m)
1772! -------------------------------------------------------------
1773
1774  DO i = 1, ncum
1775    cape(i) = 0.0
1776  END DO
1777
1778! compute dtmin (minimum buoyancy between ICB and given level k):
1779
1780  DO i = 1, ncum
1781    DO k = 1, nl
1782      dtmin(i, k) = 100.0
1783    END DO
1784  END DO
1785
1786  DO i = 1, ncum
1787    DO k = 1, nl
1788      DO j = minorig, nl
1789        IF ((k>=(icb(i)+1)) .AND. (k<=inb(i)) .AND. (j>=icb(i)) .AND. (j<=(k-1))) THEN
1790          dtmin(i, k) = amin1(dtmin(i,k), buoy(i,j))
1791        END IF
1792      END DO
1793    END DO
1794  END DO
1795
1796! the interval on which cape is computed starts at pbase :
1797
1798  DO k = 1, nl
1799    DO i = 1, ncum
1800
1801      IF ((k>=(icb(i)+1)) .AND. (k<=inb(i))) THEN
1802
1803        deltap = min(pbase(i), ph(i,k-1)) - min(pbase(i), ph(i,k))
1804        cape(i) = cape(i) + rrd*buoy(i, k-1)*deltap/p(i, k-1)
1805        cape(i) = amax1(0.0, cape(i))
1806        sigold(i, k) = sig(i, k)
1807
1808! dtmin(i,k)=100.0
1809! do 97 j=icb(i),k-1 ! mauvaise vectorisation
1810! dtmin(i,k)=AMIN1(dtmin(i,k),buoy(i,j))
1811! 97     continue
1812
1813        sig(i, k) = beta*sig(i, k) + alpha*dtmin(i, k)*abs(dtmin(i,k))
1814        sig(i, k) = max(sig(i,k), 0.0)
1815        sig(i, k) = amin1(sig(i,k), 0.01)
1816        fac = amin1(((dtcrit-dtmin(i,k))/dtcrit), 1.0)
1817        w = (1.-beta)*fac*sqrt(cape(i)) + beta*w0(i, k)
1818        amu = 0.5*(sig(i,k)+sigold(i,k))*w
1819        m(i, k) = amu*0.007*p(i, k)*(ph(i,k)-ph(i,k+1))/tv(i, k)
1820        w0(i, k) = w
1821      END IF
1822
1823    END DO
1824  END DO
1825
1826  DO i = 1, ncum
1827    w0(i, icb(i)) = 0.5*w0(i, icb(i)+1)
1828    m(i, icb(i)) = 0.5*m(i, icb(i)+1)*(ph(i,icb(i))-ph(i,icb(i)+1))/(ph(i,icb(i)+1)-ph(i,icb(i)+2))
1829    sig(i, icb(i)) = sig(i, icb(i)+1)
1830    sig(i, icb(i)-1) = sig(i, icb(i))
1831  END DO
1832
1833! ccc 3. Compute final cloud base mass flux and set iflag to 3 if
1834! ccc    cloud base mass flux is exceedingly small and is decreasing (i.e. if
1835! ccc    the final mass flux (cbmflast) is greater than the target mass flux
1836! ccc    (cbmf) ??).
1837! cc
1838! c      do i = 1,ncum
1839! c       cbmflast(i) = 0.
1840! c      enddo
1841! cc
1842! c      do k= 1,nl
1843! c       do i = 1,ncum
1844! c        IF (k .ge. icb(i) .and. k .le. inb(i)) THEN
1845! c         cbmflast(i) = cbmflast(i)+M(i,k)
1846! c        ENDIF
1847! c       enddo
1848! c      enddo
1849! cc
1850! c      do i = 1,ncum
1851! c       IF (cbmflast(i) .lt. 1.e-6) THEN
1852! c         iflag(i) = 3
1853! c       ENDIF
1854! c      enddo
1855! cc
1856! c      do k= 1,nl
1857! c       do i = 1,ncum
1858! c        IF (iflag(i) .ge. 3) THEN
1859! c         M(i,k) = 0.
1860! c         sig(i,k) = 0.
1861! c         w0(i,k) = 0.
1862! c        ENDIF
1863! c       enddo
1864! c      enddo
1865! cc
1866!!      cape=0.0
1867!!      do 98 i=icb+1,inb
1868!!         deltap = min(pbase,ph(i-1))-min(pbase,ph(i))
1869!!         cape=cape+rrd*buoy(i-1)*deltap/p(i-1)
1870!!         dcape=rrd*buoy(i-1)*deltap/p(i-1)
1871!!         dlnp=deltap/p(i-1)
1872!!         cape=max(0.0,cape)
1873!!         sigold=sig(i)
1874
1875!!         dtmin=100.0
1876!!         do 97 j=icb,i-1
1877!!            dtmin=amin1(dtmin,buoy(j))
1878!!   97    continue
1879
1880!!         sig(i)=beta*sig(i)+alpha*dtmin*abs(dtmin)
1881!!         sig(i)=max(sig(i),0.0)
1882!!         sig(i)=amin1(sig(i),0.01)
1883!!         fac=amin1(((dtcrit-dtmin)/dtcrit),1.0)
1884!!         w=(1.-beta)*fac*sqrt(cape)+beta*w0(i)
1885!!         amu=0.5*(sig(i)+sigold)*w
1886!!         m(i)=amu*0.007*p(i)*(ph(i)-ph(i+1))/tv(i)
1887!!         w0(i)=w
1888!!   98 continue
1889!!      w0(icb)=0.5*w0(icb+1)
1890!!      m(icb)=0.5*m(icb+1)*(ph(icb)-ph(icb+1))/(ph(icb+1)-ph(icb+2))
1891!!      sig(icb)=sig(icb+1)
1892!!      sig(icb-1)=sig(icb)
1893
1894  RETURN
1895END SUBROUTINE cv3_closure
1896
1897SUBROUTINE cv3_mixing(nloc, ncum, nd, na, ntra, icb, nk, inb, &
1898                      ph, t, rr, rs, u, v, tra, h, lv, lf, frac, qnk, &
1899                      unk, vnk, hp, tv, tvp, ep, clw, m, sig, &
1900                      ment, qent, uent, vent, nent, sij, elij, ments, qents, traent)
1901  IMPLICIT NONE
1902
1903! ---------------------------------------------------------------------
1904! a faire:
1905! - vectorisation de la partie normalisation des flux (do 789...)
1906! ---------------------------------------------------------------------
1907
1908  include "cvthermo.h"
1909  include "cv3param.h"
1910  include "cvflag.h"
1911
1912!inputs:
1913  INTEGER, INTENT (IN)                               :: ncum, nd, na, ntra, nloc
1914  INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)             :: icb, inb, nk
1915  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: sig
1916  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: qnk, unk, vnk
1917  REAL, DIMENSION (nloc, nd+1), INTENT (IN)          :: ph
1918  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: t, rr, rs
1919  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: u, v
1920  REAL, DIMENSION (nloc, nd, ntra), INTENT (IN)      :: tra               ! input of convect3
1921  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: lv, h, hp
1922  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: lf, frac
1923  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: tv, tvp, ep, clw
1924  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: m                 ! input of convect3
1925
1926!outputs:
1927  REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (OUT)        :: ment, qent
1928  REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (OUT)        :: uent, vent
1929  REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (OUT)        :: sij, elij
1930  REAL, DIMENSION (nloc, nd, nd, ntra), INTENT (OUT)  :: traent
1931  REAL, DIMENSION (nloc, nd, nd), INTENT (OUT)        :: ments, qents
1932  INTEGER, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)         :: nent
1933
1934!local variables:
1935  INTEGER i, j, k, il, im, jm
1936  INTEGER num1, num2
1937  REAL rti, bf2, anum, denom, dei, altem, cwat, stemp, qp
1938  REAL alt, smid, sjmin, sjmax, delp, delm
1939  REAL asij(nloc), smax(nloc), scrit(nloc)
1940  REAL asum(nloc, nd), bsum(nloc, nd), csum(nloc, nd)
1941  REAL sigij(nloc, nd, nd)
1942  REAL wgh
1943  REAL zm(nloc, na)
1944  LOGICAL lwork(nloc)
1945
1946! =====================================================================
1947! --- INITIALIZE VARIOUS ARRAYS USED IN THE COMPUTATIONS
1948! =====================================================================
1949
1950! ori        do 360 i=1,ncum*nlp
1951  DO j = 1, nl
1952    DO i = 1, ncum
1953      nent(i, j) = 0
1954! in convect3, m is computed in cv3_closure
1955! ori          m(i,1)=0.0
1956    END DO
1957  END DO
1958
1959! ori      do 400 k=1,nlp
1960! ori       do 390 j=1,nlp
1961  DO j = 1, nl
1962    DO k = 1, nl
1963      DO i = 1, ncum
1964        qent(i, k, j) = rr(i, j)
1965        uent(i, k, j) = u(i, j)
1966        vent(i, k, j) = v(i, j)
1967        elij(i, k, j) = 0.0
1968!ym            ment(i,k,j)=0.0
1969!ym            sij(i,k,j)=0.0
1970      END DO
1971    END DO
1972  END DO
1973
1974!ym
1975  ment(1:ncum, 1:nd, 1:nd) = 0.0
1976  sij(1:ncum, 1:nd, 1:nd) = 0.0
1977
1978!AC!      do k=1,ntra
1979!AC!       do j=1,nd  ! instead nlp
1980!AC!        do i=1,nd ! instead nlp
1981!AC!         do il=1,ncum
1982!AC!            traent(il,i,j,k)=tra(il,j,k)
1983!AC!         enddo
1984!AC!        enddo
1985!AC!       enddo
1986!AC!      enddo
1987  zm(:, :) = 0.
1988
1989! =====================================================================
1990! --- CALCULATE ENTRAINED AIR MASS FLUX (ment), TOTAL WATER MIXING
1991! --- RATIO (QENT), TOTAL CONDENSED WATER (elij), AND MIXING
1992! --- FRACTION (sij)
1993! =====================================================================
1994
1995  DO i = minorig + 1, nl
1996
1997    DO j = minorig, nl
1998      DO il = 1, ncum
1999        IF ((i>=icb(il)) .AND. (i<=inb(il)) .AND. (j>=(icb(il)-1)) .AND. (j<=inb(il))) THEN
2000
2001          rti = qnk(il) - ep(il, i)*clw(il, i)
2002          bf2 = 1. + lv(il, j)*lv(il, j)*rs(il, j)/(rrv*t(il,j)*t(il,j)*cpd)
2003
2004
2005          IF (cvflag_ice) THEN
2006! print*,cvflag_ice,'cvflag_ice dans do 700'
2007            IF (t(il,j)<=263.15) THEN
2008              bf2 = 1. + (lf(il,j)+lv(il,j))*(lv(il,j)+frac(il,j)* &
2009                   lf(il,j))*rs(il, j)/(rrv*t(il,j)*t(il,j)*cpd)
2010            END IF
2011          END IF
2012
2013          anum = h(il, j) - hp(il, i) + (cpv-cpd)*t(il, j)*(rti-rr(il,j))
2014          denom = h(il, i) - hp(il, i) + (cpd-cpv)*(rr(il,i)-rti)*t(il, j)
2015          dei = denom
2016          IF (abs(dei)<0.01) dei = 0.01
2017          sij(il, i, j) = anum/dei
2018          sij(il, i, i) = 1.0
2019          altem = sij(il, i, j)*rr(il, i) + (1.-sij(il,i,j))*rti - rs(il, j)
2020          altem = altem/bf2
2021          cwat = clw(il, j)*(1.-ep(il,j))
2022          stemp = sij(il, i, j)
2023          IF ((stemp<0.0 .OR. stemp>1.0 .OR. altem>cwat) .AND. j>i) THEN
2024
2025            IF (cvflag_ice) THEN
2026              anum = anum - (lv(il,j)+frac(il,j)*lf(il,j))*(rti-rs(il,j)-cwat*bf2)
2027              denom = denom + (lv(il,j)+frac(il,j)*lf(il,j))*(rr(il,i)-rti)
2028            ELSE
2029              anum = anum - lv(il, j)*(rti-rs(il,j)-cwat*bf2)
2030              denom = denom + lv(il, j)*(rr(il,i)-rti)
2031            END IF
2032
2033            IF (abs(denom)<0.01) denom = 0.01
2034            sij(il, i, j) = anum/denom
2035            altem = sij(il, i, j)*rr(il, i) + (1.-sij(il,i,j))*rti - rs(il, j)
2036            altem = altem - (bf2-1.)*cwat
2037          END IF
2038          IF (sij(il,i,j)>0.0 .AND. sij(il,i,j)<0.95) THEN
2039            qent(il, i, j) = sij(il, i, j)*rr(il, i) + (1.-sij(il,i,j))*rti
2040            uent(il, i, j) = sij(il, i, j)*u(il, i) + (1.-sij(il,i,j))*unk(il)
2041            vent(il, i, j) = sij(il, i, j)*v(il, i) + (1.-sij(il,i,j))*vnk(il)
2042!!!!      do k=1,ntra
2043!!!!      traent(il,i,j,k)=sij(il,i,j)*tra(il,i,k)
2044!!!!     :      +(1.-sij(il,i,j))*tra(il,nk(il),k)
2045!!!!      end do
2046            elij(il, i, j) = altem
2047            elij(il, i, j) = max(0.0, elij(il,i,j))
2048            ment(il, i, j) = m(il, i)/(1.-sij(il,i,j))
2049            nent(il, i) = nent(il, i) + 1
2050          END IF
2051          sij(il, i, j) = max(0.0, sij(il,i,j))
2052          sij(il, i, j) = amin1(1.0, sij(il,i,j))
2053        END IF ! new
2054      END DO
2055    END DO
2056
2057!AC!       do k=1,ntra
2058!AC!        do j=minorig,nl
2059!AC!         do il=1,ncum
2060!AC!          if( (i.ge.icb(il)).and.(i.le.inb(il)).and.
2061!AC!     :       (j.ge.(icb(il)-1)).and.(j.le.inb(il)))then
2062!AC!            traent(il,i,j,k)=sij(il,i,j)*tra(il,i,k)
2063!AC!     :            +(1.-sij(il,i,j))*tra(il,nk(il),k)
2064!AC!          endif
2065!AC!         enddo
2066!AC!        enddo
2067!AC!       enddo
2068
2069
2070! ***   if no air can entrain at level i assume that updraft detrains  ***
2071! ***   at that level and calculate detrained air flux and properties  ***
2072
2073
2074! @      do 170 i=icb(il),inb(il)
2075
2076    DO il = 1, ncum
2077      IF ((i>=icb(il)) .AND. (i<=inb(il)) .AND. (nent(il,i)==0)) THEN
2078! @      if(nent(il,i).eq.0)then
2079        ment(il, i, i) = m(il, i)
2080        qent(il, i, i) = qnk(il) - ep(il, i)*clw(il, i)
2081        uent(il, i, i) = unk(il)
2082        vent(il, i, i) = vnk(il)
2083        elij(il, i, i) = clw(il, i)
2084! MAF      sij(il,i,i)=1.0
2085        sij(il, i, i) = 0.0
2086      END IF
2087    END DO
2088  END DO
2089
2090!AC!      do j=1,ntra
2091!AC!       do i=minorig+1,nl
2092!AC!        do il=1,ncum
2093!AC!         if (i.ge.icb(il) .and. i.le.inb(il) .and. nent(il,i).eq.0) then
2094!AC!          traent(il,i,i,j)=tra(il,nk(il),j)
2095!AC!         endif
2096!AC!        enddo
2097!AC!       enddo
2098!AC!      enddo
2099
2100  DO j = minorig, nl
2101    DO i = minorig, nl
2102      DO il = 1, ncum
2103        IF ((j>=(icb(il)-1)) .AND. (j<=inb(il)) .AND. (i>=icb(il)) .AND. (i<=inb(il))) THEN
2104          sigij(il, i, j) = sij(il, i, j)
2105        END IF
2106      END DO
2107    END DO
2108  END DO
2109! @      enddo
2110
2111! @170   continue
2112
2113! =====================================================================
2114! ---  NORMALIZE ENTRAINED AIR MASS FLUXES
2115! ---  TO REPRESENT EQUAL PROBABILITIES OF MIXING
2116! =====================================================================
2117
2118  CALL zilch(asum, nloc*nd)
2119  CALL zilch(csum, nloc*nd)
2120  CALL zilch(csum, nloc*nd)
2121
2122  DO il = 1, ncum
2123    lwork(il) = .FALSE.
2124  END DO
2125
2126  DO i = minorig + 1, nl
2127
2128    num1 = 0
2129    DO il = 1, ncum
2130      IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il)) num1 = num1 + 1
2131    END DO
2132    IF (num1<=0) GO TO 789
2133
2134
2135    DO il = 1, ncum
2136      IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il)) THEN
2137        lwork(il) = (nent(il,i)/=0)
2138        qp = qnk(il) - ep(il, i)*clw(il, i)
2139
2140        IF (cvflag_ice) THEN
2141
2142          anum = h(il, i) - hp(il, i) - (lv(il,i)+frac(il,i)*lf(il,i))* &
2143                       (qp-rs(il,i)) + (cpv-cpd)*t(il, i)*(qp-rr(il,i))
2144          denom = h(il, i) - hp(il, i) + (lv(il,i)+frac(il,i)*lf(il,i))* &
2145                       (rr(il,i)-qp) + (cpd-cpv)*t(il, i)*(rr(il,i)-qp)
2146        ELSE
2147
2148          anum = h(il, i) - hp(il, i) - lv(il, i)*(qp-rs(il,i)) + &
2149                       (cpv-cpd)*t(il, i)*(qp-rr(il,i))
2150          denom = h(il, i) - hp(il, i) + lv(il, i)*(rr(il,i)-qp) + &
2151                       (cpd-cpv)*t(il, i)*(rr(il,i)-qp)
2152        END IF
2153
2154        IF (abs(denom)<0.01) denom = 0.01
2155        scrit(il) = anum/denom
2156        alt = qp - rs(il, i) + scrit(il)*(rr(il,i)-qp)
2157        IF (scrit(il)<=0.0 .OR. alt<=0.0) scrit(il) = 1.0
2158        smax(il) = 0.0
2159        asij(il) = 0.0
2160      END IF
2161    END DO
2162
2163    DO j = nl, minorig, -1
2164
2165      num2 = 0
2166      DO il = 1, ncum
2167        IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. &
2168            j>=(icb(il)-1) .AND. j<=inb(il) .AND. &
2169            lwork(il)) num2 = num2 + 1
2170      END DO
2171      IF (num2<=0) GO TO 175
2172
2173      DO il = 1, ncum
2174        IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. &
2175            j>=(icb(il)-1) .AND. j<=inb(il) .AND. &
2176            lwork(il)) THEN
2177
2178          IF (sij(il,i,j)>1.0E-16 .AND. sij(il,i,j)<0.95) THEN
2179            wgh = 1.0
2180            IF (j>i) THEN
2181              sjmax = max(sij(il,i,j+1), smax(il))
2182              sjmax = amin1(sjmax, scrit(il))
2183              smax(il) = max(sij(il,i,j), smax(il))
2184              sjmin = max(sij(il,i,j-1), smax(il))
2185              sjmin = amin1(sjmin, scrit(il))
2186              IF (sij(il,i,j)<(smax(il)-1.0E-16)) wgh = 0.0
2187              smid = amin1(sij(il,i,j), scrit(il))
2188            ELSE
2189              sjmax = max(sij(il,i,j+1), scrit(il))
2190              smid = max(sij(il,i,j), scrit(il))
2191              sjmin = 0.0
2192              IF (j>1) sjmin = sij(il, i, j-1)
2193              sjmin = max(sjmin, scrit(il))
2194            END IF
2195            delp = abs(sjmax-smid)
2196            delm = abs(sjmin-smid)
2197            asij(il) = asij(il) + wgh*(delp+delm)
2198            ment(il, i, j) = ment(il, i, j)*(delp+delm)*wgh
2199          END IF
2200        END IF
2201      END DO
2202
2203175 END DO
2204
2205    DO il = 1, ncum
2206      IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2207        asij(il) = max(1.0E-16, asij(il))
2208        asij(il) = 1.0/asij(il)
2209        asum(il, i) = 0.0
2210        bsum(il, i) = 0.0
2211        csum(il, i) = 0.0
2212      END IF
2213    END DO
2214
2215    DO j = minorig, nl
2216      DO il = 1, ncum
2217        IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. &
2218            j>=(icb(il)-1) .AND. j<=inb(il)) THEN
2219          ment(il, i, j) = ment(il, i, j)*asij(il)
2220        END IF
2221      END DO
2222    END DO
2223
2224    DO j = minorig, nl
2225      DO il = 1, ncum
2226        IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. &
2227            j>=(icb(il)-1) .AND. j<=inb(il)) THEN
2228          asum(il, i) = asum(il, i) + ment(il, i, j)
2229          ment(il, i, j) = ment(il, i, j)*sig(il, j)
2230          bsum(il, i) = bsum(il, i) + ment(il, i, j)
2231        END IF
2232      END DO
2233    END DO
2234
2235    DO il = 1, ncum
2236      IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2237        bsum(il, i) = max(bsum(il,i), 1.0E-16)
2238        bsum(il, i) = 1.0/bsum(il, i)
2239      END IF
2240    END DO
2241
2242    DO j = minorig, nl
2243      DO il = 1, ncum
2244        IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. &
2245            j>=(icb(il)-1) .AND. j<=inb(il)) THEN
2246          ment(il, i, j) = ment(il, i, j)*asum(il, i)*bsum(il, i)
2247        END IF
2248      END DO
2249    END DO
2250
2251    DO j = minorig, nl
2252      DO il = 1, ncum
2253        IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. &
2254            j>=(icb(il)-1) .AND. j<=inb(il)) THEN
2255          csum(il, i) = csum(il, i) + ment(il, i, j)
2256        END IF
2257      END DO
2258    END DO
2259
2260    DO il = 1, ncum
2261      IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. &
2262          csum(il,i)<m(il,i)) THEN
2263        nent(il, i) = 0
2264        ment(il, i, i) = m(il, i)
2265        qent(il, i, i) = qnk(il) - ep(il, i)*clw(il, i)
2266        uent(il, i, i) = unk(il)
2267        vent(il, i, i) = vnk(il)
2268        elij(il, i, i) = clw(il, i)
2269! MAF        sij(il,i,i)=1.0
2270        sij(il, i, i) = 0.0
2271      END IF
2272    END DO ! il
2273
2274!AC!      do j=1,ntra
2275!AC!       do il=1,ncum
2276!AC!        if ( i.ge.icb(il) .and. i.le.inb(il) .and. lwork(il)
2277!AC!     :     .and. csum(il,i).lt.m(il,i) ) then
2278!AC!         traent(il,i,i,j)=tra(il,nk(il),j)
2279!AC!        endif
2280!AC!       enddo
2281!AC!      enddo
2282789 END DO
2283
2284! MAF: renormalisation de MENT
2285  CALL zilch(zm, nloc*na)
2286  DO jm = 1, nl
2287    DO im = 1, nl
2288      DO il = 1, ncum
2289        zm(il, im) = zm(il, im) + (1.-sij(il,im,jm))*ment(il, im, jm)
2290      END DO
2291    END DO
2292  END DO
2293
2294  DO jm = 1, nl
2295    DO im = 1, nl
2296      DO il = 1, ncum
2297        IF (zm(il,im)/=0.) THEN
2298          ment(il, im, jm) = ment(il, im, jm)*m(il, im)/zm(il, im)
2299        END IF
2300      END DO
2301    END DO
2302  END DO
2303
2304  DO jm = 1, nl
2305    DO im = 1, nl
2306      DO il = 1, ncum
2307        qents(il, im, jm) = qent(il, im, jm)
2308        ments(il, im, jm) = ment(il, im, jm)
2309      END DO
2310    END DO
2311  END DO
2312
2313  RETURN
2314END SUBROUTINE cv3_mixing
2315
2316SUBROUTINE cv3_unsat(nloc, ncum, nd, na, ntra, icb, inb, iflag, &
2317                     t, rr, rs, gz, u, v, tra, p, ph, &
2318                     th, tv, lv, lf, cpn, ep, sigp, clw, &
2319                     m, ment, elij, delt, plcl, coef_clos, &
2320                     mp, rp, up, vp, trap, wt, water, evap, fondue, ice, &
2321                     faci, b, sigd, &
2322                     wdtrainA, wdtrainM)                                      ! RomP
2323  USE print_control_mod, ONLY: prt_level, lunout
2324  IMPLICIT NONE
2325
2326
2327  include "cvthermo.h"
2328  include "cv3param.h"
2329  include "cvflag.h"
2330  include "nuage.h"
2331
2332!inputs:
2333  INTEGER, INTENT (IN)                               :: ncum, nd, na, ntra, nloc
2334  INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)             :: icb, inb
2335  REAL, INTENT(IN)                                   :: delt
2336  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: plcl
2337  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: t, rr, rs
2338  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: gz
2339  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: u, v
2340  REAL tra(nloc, nd, ntra)
2341  REAL p(nloc, nd), ph(nloc, nd+1)
2342  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: ep, sigp, clw
2343  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: th, tv, lv, cpn
2344  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: lf
2345  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: m
2346  REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (IN)        :: ment, elij
2347  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: coef_clos
2348
2349!input/output
2350  INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (INOUT)          :: iflag(nloc)
2351
2352!outputs:
2353  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (OUT)           :: mp, rp, up, vp
2354  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (OUT)           :: water, evap, wt
2355  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (OUT)           :: ice, fondue, faci
2356  REAL, DIMENSION (nloc, na, ntra), INTENT (OUT)     :: trap
2357  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (OUT)           :: b
2358  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (OUT)               :: sigd
2359! 25/08/10 - RomP---- ajout des masses precipitantes ejectees
2360! de l ascendance adiabatique et des flux melanges Pa et Pm.
2361! Distinction des wdtrain
2362! Pa = wdtrainA     Pm = wdtrainM
2363  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (OUT)           :: wdtrainA, wdtrainM
2364
2365!local variables
2366  INTEGER i, j, k, il, num1, ndp1
2367  REAL tinv, delti, coef
2368  REAL awat, afac, afac1, afac2, bfac
2369  REAL pr1, pr2, sigt, b6, c6, d6, e6, f6, revap, delth
2370  REAL amfac, amp2, xf, tf, fac2, ur, sru, fac, d, af, bf
2371  REAL ampmax, thaw
2372  REAL tevap(nloc)
2373  REAL lvcp(nloc, na), lfcp(nloc, na)
2374  REAL h(nloc, na), hm(nloc, na)
2375  REAL frac(nloc, na)
2376  REAL fraci(nloc, na), prec(nloc, na)
2377  REAL wdtrain(nloc)
2378  LOGICAL lwork(nloc), mplus(nloc)
2379
2380
2381! ------------------------------------------------------
2382IF (prt_level .GE. 10) print *,' ->cv3_unsat, iflag(1) ', iflag(1)
2383
2384! =============================
2385! --- INITIALIZE OUTPUT ARRAYS
2386! =============================
2387!  (loops up to nl+1)
2388mp(:,:) = 0.
2389rp(:,:) = 0.
2390up(:,:) = 0.
2391vp(:,:) = 0.
2392water(:,:) = 0.
2393evap(:,:) = 0.
2394wt(:,:) = 0.
2395ice(:,:) = 0.
2396fondue(:,:) = 0.
2397faci(:,:) = 0.
2398b(:,:) = 0.
2399sigd(:) = 0.
2400!! RomP >>>
2401wdtrainA(:,:) = 0.
2402wdtrainM(:,:) = 0.
2403!! RomP <<<
2404
2405  DO i = 1, nlp
2406    DO il = 1, ncum
2407      rp(il, i) = rr(il, i)
2408      up(il, i) = u(il, i)
2409      vp(il, i) = v(il, i)
2410      wt(il, i) = 0.001
2411    END DO
2412  END DO
2413
2414! ***  Set the fractionnal area sigd of precipitating downdraughts
2415  DO il = 1, ncum
2416    sigd(il) = sigdz*coef_clos(il)
2417  END DO
2418
2419! =====================================================================
2420! --- INITIALIZE VARIOUS ARRAYS AND PARAMETERS USED IN THE COMPUTATIONS
2421! =====================================================================
2422!  (loops up to nl+1)
2423
2424  delti = 1./delt
2425  tinv = 1./3.
2426
2427  DO i = 1, nlp
2428    DO il = 1, ncum
2429      frac(il, i) = 0.0
2430      fraci(il, i) = 0.0
2431      prec(il, i) = 0.0
2432      lvcp(il, i) = lv(il, i)/cpn(il, i)
2433      lfcp(il, i) = lf(il, i)/cpn(il, i)
2434    END DO
2435  END DO
2436
2437!AC!        do k=1,ntra
2438!AC!         do i=1,nd
2439!AC!          do il=1,ncum
2440!AC!           trap(il,i,k)=tra(il,i,k)
2441!AC!          enddo
2442!AC!         enddo
2443!AC!        enddo
2444
2445! ***  check whether ep(inb)=0, if so, skip precipitating    ***
2446! ***             downdraft calculation                      ***
2447
2448
2449  DO il = 1, ncum
2450!!          lwork(il)=.TRUE.
2451!!          if(ep(il,inb(il)).lt.0.0001)lwork(il)=.FALSE.
2452!jyg<
2453!!    lwork(il) = ep(il, inb(il)) >= 0.0001
2454    lwork(il) = ep(il, inb(il)) >= 0.0001 .AND. iflag(il) <= 2
2455  END DO
2456
2457
2458! ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
2459!
2460! ***                    begin downdraft loop                    ***
2461!
2462! ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
2463
2464  DO i = nl + 1, 1, -1
2465
2466    num1 = 0
2467    DO il = 1, ncum
2468      IF (i<=inb(il) .AND. lwork(il)) num1 = num1 + 1
2469    END DO
2470    IF (num1<=0) GO TO 400
2471
2472    CALL zilch(wdtrain, ncum)
2473
2474
2475! ***  integrate liquid water equation to find condensed water   ***
2476! ***                and condensed water flux                    ***
2477!
2478!
2479! ***              calculate detrained precipitation             ***
2480
2481    DO il = 1, ncum
2482      IF (i<=inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2483        IF (cvflag_grav) THEN
2484          wdtrain(il) = grav*ep(il, i)*m(il, i)*clw(il, i)
2485          wdtrainA(il, i) = wdtrain(il)/grav                        !   Pa   RomP
2486        ELSE
2487          wdtrain(il) = 10.0*ep(il, i)*m(il, i)*clw(il, i)
2488          wdtrainA(il, i) = wdtrain(il)/10.                         !   Pa   RomP
2489        END IF
2490      END IF
2491    END DO
2492
2493    IF (i>1) THEN
2494      DO j = 1, i - 1
2495        DO il = 1, ncum
2496          IF (i<=inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2497            awat = elij(il, j, i) - (1.-ep(il,i))*clw(il, i)
2498            awat = max(awat, 0.0)
2499            IF (cvflag_grav) THEN
2500              wdtrain(il) = wdtrain(il) + grav*awat*ment(il, j, i)
2501              wdtrainM(il, i) = wdtrain(il)/grav - wdtrainA(il, i)  !   Pm  RomP
2502            ELSE
2503              wdtrain(il) = wdtrain(il) + 10.0*awat*ment(il, j, i)
2504              wdtrainM(il, i) = wdtrain(il)/10. - wdtrainA(il, i)   !   Pm  RomP
2505            END IF
2506          END IF
2507        END DO
2508      END DO
2509    END IF
2510
2511
2512! ***    find rain water and evaporation using provisional   ***
2513! ***              estimates of rp(i)and rp(i-1)             ***
2514
2515
2516    DO il = 1, ncum
2517      IF (i<=inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2518
2519        wt(il, i) = 45.0
2520
2521        IF (cvflag_ice) THEN
2522          frac(il, inb(il)) = 1. - (t(il,inb(il))-243.15)/(263.15-243.15)
2523          frac(il, inb(il)) = min(max(frac(il,inb(il)),0.), 1.)
2524          fraci(il, inb(il)) = frac(il, inb(il))
2525        ELSE
2526          CONTINUE
2527        END IF
2528
2529        IF (i<inb(il)) THEN
2530
2531          IF (cvflag_ice) THEN
2532!CR:tmax_fonte_cv: T for which ice is totally melted (used to be 275.15)
2533            thaw = (t(il,i)-273.15)/(tmax_fonte_cv-273.15)
2534            thaw = min(max(thaw,0.0), 1.0)
2535            frac(il, i) = frac(il, i)*(1.-thaw)
2536          ELSE
2537            CONTINUE
2538          END IF
2539
2540          rp(il, i) = rp(il, i+1) + &
2541                      (cpd*(t(il,i+1)-t(il,i))+gz(il,i+1)-gz(il,i))/lv(il, i)
2542          rp(il, i) = 0.5*(rp(il,i)+rr(il,i))
2543        END IF
2544        fraci(il, i) = 1. - (t(il,i)-243.15)/(263.15-243.15)
2545        fraci(il, i) = min(max(fraci(il,i),0.0), 1.0)
2546        rp(il, i) = max(rp(il,i), 0.0)
2547        rp(il, i) = amin1(rp(il,i), rs(il,i))
2548        rp(il, inb(il)) = rr(il, inb(il))
2549
2550        IF (i==1) THEN
2551          afac = p(il, 1)*(rs(il,1)-rp(il,1))/(1.0E4+2000.0*p(il,1)*rs(il,1))
2552          IF (cvflag_ice) THEN
2553            afac1 = p(il, i)*(rs(il,1)-rp(il,1))/(1.0E4+2000.0*p(il,1)*rs(il,1))
2554          END IF
2555        ELSE
2556          rp(il, i-1) = rp(il, i) + (cpd*(t(il,i)-t(il,i-1))+gz(il,i)-gz(il,i-1))/lv(il, i)
2557          rp(il, i-1) = 0.5*(rp(il,i-1)+rr(il,i-1))
2558          rp(il, i-1) = amin1(rp(il,i-1), rs(il,i-1))
2559          rp(il, i-1) = max(rp(il,i-1), 0.0)
2560          afac1 = p(il, i)*(rs(il,i)-rp(il,i))/(1.0E4+2000.0*p(il,i)*rs(il,i))
2561          afac2 = p(il, i-1)*(rs(il,i-1)-rp(il,i-1))/(1.0E4+2000.0*p(il,i-1)*rs(il,i-1))
2562          afac = 0.5*(afac1+afac2)
2563        END IF
2564        IF (i==inb(il)) afac = 0.0
2565        afac = max(afac, 0.0)
2566        bfac = 1./(sigd(il)*wt(il,i))
2567
2568!
2569    IF (prt_level >= 20) THEN
2570      Print*, 'cv3_unsat after provisional rp estimate: rp, afac, bfac ', &
2571          i, rp(1, i), afac,bfac
2572    ENDIF
2573!
2574!JYG1
2575! cc        sigt=1.0
2576! cc        if(i.ge.icb)sigt=sigp(i)
2577! prise en compte de la variation progressive de sigt dans
2578! les couches icb et icb-1:
2579! pour plcl<ph(i+1), pr1=0 & pr2=1
2580! pour plcl>ph(i),   pr1=1 & pr2=0
2581! pour ph(i+1)<plcl<ph(i), pr1 est la proportion a cheval
2582! sur le nuage, et pr2 est la proportion sous la base du
2583! nuage.
2584        pr1 = (plcl(il)-ph(il,i+1))/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
2585        pr1 = max(0., min(1.,pr1))
2586        pr2 = (ph(il,i)-plcl(il))/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
2587        pr2 = max(0., min(1.,pr2))
2588        sigt = sigp(il, i)*pr1 + pr2
2589!JYG2
2590
2591!JYG----
2592!    b6 = bfac*100.*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*sigt*afac
2593!    c6 = water(il,i+1) + wdtrain(il)*bfac
2594!    c6 = prec(il,i+1) + wdtrain(il)*bfac
2595!    revap=0.5*(-b6+sqrt(b6*b6+4.*c6))
2596!    evap(il,i)=sigt*afac*revap
2597!    water(il,i)=revap*revap
2598!    prec(il,i)=revap*revap
2599!!        print *,' i,b6,c6,revap,evap(il,i),water(il,i),wdtrain(il) ', &
2600!!                 i,b6,c6,revap,evap(il,i),water(il,i),wdtrain(il)
2601!!---end jyg---
2602
2603! --------retour à la formulation originale d'Emanuel.
2604        IF (cvflag_ice) THEN
2605
2606!   b6=bfac*50.*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*sigt*afac
2607!   c6=prec(il,i+1)+bfac*wdtrain(il) &
2608!       -50.*sigd(il)*bfac*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*evap(il,i+1)
2609!   if(c6.gt.0.0)then
2610!   revap=0.5*(-b6+sqrt(b6*b6+4.*c6))
2611
2612!JAM  Attention: evap=sigt*E
2613!    Modification: evap devient l'évaporation en milieu de couche
2614!    car nécessaire dans cv3_yield
2615!    Du coup, il faut modifier pas mal d'équations...
2616!    et l'expression de afac qui devient afac1
2617!    revap=sqrt((prec(i+1)+prec(i))/2)
2618
2619          b6 = bfac*50.*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*sigt*afac1
2620          c6 = prec(il, i+1) + 0.5*bfac*wdtrain(il)
2621! print *,'bfac,sigd(il),sigt,afac1 ',bfac,sigd(il),sigt,afac1
2622! print *,'prec(il,i+1),wdtrain(il) ',prec(il,i+1),wdtrain(il)
2623! print *,'b6,c6,b6*b6+4.*c6 ',b6,c6,b6*b6+4.*c6
2624          IF (c6>b6*b6+1.E-20) THEN
2625            revap = 2.*c6/(b6+sqrt(b6*b6+4.*c6))
2626          ELSE
2627            revap = (-b6+sqrt(b6*b6+4.*c6))/2.
2628          END IF
2629          prec(il, i) = max(0., 2.*revap*revap-prec(il,i+1))
2630! print*,prec(il,i),'neige'
2631
2632!JYG    Dans sa formulation originale, Emanuel calcule l'evaporation par:
2633! c             evap(il,i)=sigt*afac*revap
2634! ce qui n'est pas correct. Dans cv_routines, la formulation a été modifiee.
2635! Ici,l'evaporation evap est simplement calculee par l'equation de
2636! conservation.
2637! prec(il,i)=revap*revap
2638! else
2639!JYG----   Correction : si c6 <= 0, water(il,i)=0.
2640! prec(il,i)=0.
2641! endif
2642
2643!JYG---   Dans tous les cas, evaporation = [tt ce qui entre dans la couche i]
2644! moins [tt ce qui sort de la couche i]
2645! print *, 'evap avec ice'
2646          evap(il, i) = (wdtrain(il)+sigd(il)*wt(il,i)*(prec(il,i+1)-prec(il,i))) / &
2647                        (sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*100.)
2648!
2649    IF (prt_level >= 20) THEN
2650      Print*, 'cv3_unsat after evap computation: wdtrain, sigd, wt, prec(i+1),prec(i) ', &
2651          i, wdtrain(1), sigd(1), wt(1,i), prec(1,i+1),prec(1,i)
2652    ENDIF
2653!
2654
2655!jyg<
2656          d6 = prec(il,i)-prec(il,i+1)
2657
2658!!          d6 = bfac*wdtrain(il) - 100.*sigd(il)*bfac*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*evap(il, i)
2659!!          e6 = bfac*wdtrain(il)
2660!!          f6 = -100.*sigd(il)*bfac*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*evap(il, i)
2661!>jyg
2662!CR:tmax_fonte_cv: T for which ice is totally melted (used to be 275.15)
2663          thaw = (t(il,i)-273.15)/(tmax_fonte_cv-273.15)
2664          thaw = min(max(thaw,0.0), 1.0)
2665!jyg<
2666          water(il, i) = water(il, i+1) + (1-fraci(il,i))*d6
2667          ice(il, i)   = ice(il, i+1)   + fraci(il, i)*d6
2668          water(il, i) = min(prec(il,i), max(water(il,i), 0.))
2669          ice(il, i)   = min(prec(il,i), max(ice(il,i),   0.))
2670
2671!!          water(il, i) = water(il, i+1) + (1-fraci(il,i))*d6
2672!!          water(il, i) = max(water(il,i), 0.)
2673!!          ice(il, i) = ice(il, i+1) + fraci(il, i)*d6
2674!!          ice(il, i) = max(ice(il,i), 0.)
2675!>jyg
2676          fondue(il, i) = ice(il, i)*thaw
2677          water(il, i) = water(il, i) + fondue(il, i)
2678          ice(il, i) = ice(il, i) - fondue(il, i)
2679
2680          IF (water(il,i)+ice(il,i)<1.E-30) THEN
2681            faci(il, i) = 0.
2682          ELSE
2683            faci(il, i) = ice(il, i)/(water(il,i)+ice(il,i))
2684          END IF
2685
2686!           water(il,i)=water(il,i+1)+(1.-fraci(il,i))*e6+(1.-faci(il,i))*f6
2687!           water(il,i)=max(water(il,i),0.)
2688!           ice(il,i)=ice(il,i+1)+fraci(il,i)*e6+faci(il,i)*f6
2689!           ice(il,i)=max(ice(il,i),0.)
2690!           fondue(il,i)=ice(il,i)*thaw
2691!           water(il,i)=water(il,i)+fondue(il,i)
2692!           ice(il,i)=ice(il,i)-fondue(il,i)
2693           
2694!           if((water(il,i)+ice(il,i)).lt.1.e-30)then
2695!             faci(il,i)=0.
2696!           else
2697!             faci(il,i)=ice(il,i)/(water(il,i)+ice(il,i))
2698!           endif
2699
2700        ELSE
2701          b6 = bfac*50.*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*sigt*afac
2702          c6 = water(il, i+1) + bfac*wdtrain(il) - &
2703               50.*sigd(il)*bfac*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*evap(il, i+1)
2704          IF (c6>0.0) THEN
2705            revap = 0.5*(-b6+sqrt(b6*b6+4.*c6))
2706            water(il, i) = revap*revap
2707          ELSE
2708            water(il, i) = 0.
2709          END IF
2710! print *, 'evap sans ice'
2711          evap(il, i) = (wdtrain(il)+sigd(il)*wt(il,i)*(water(il,i+1)-water(il,i)))/ &
2712                        (sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*100.)
2713
2714        END IF
2715      END IF !(i.le.inb(il) .and. lwork(il))
2716    END DO
2717! ----------------------------------------------------------------
2718
2719! cc
2720! ***  calculate precipitating downdraft mass flux under     ***
2721! ***              hydrostatic approximation                 ***
2722
2723    DO il = 1, ncum
2724      IF (i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. i/=1) THEN
2725
2726        tevap(il) = max(0.0, evap(il,i))
2727        delth = max(0.001, (th(il,i)-th(il,i-1)))
2728        IF (cvflag_ice) THEN
2729          IF (cvflag_grav) THEN
2730            mp(il, i) = 100.*ginv*(lvcp(il,i)*sigd(il)*tevap(il)* &
2731                                               (p(il,i-1)-p(il,i))/delth + &
2732                                   lfcp(il,i)*sigd(il)*faci(il,i)*tevap(il)* &
2733                                               (p(il,i-1)-p(il,i))/delth + &
2734                                   lfcp(il,i)*sigd(il)*wt(il,i)/100.*fondue(il,i)* &
2735                                               (p(il,i-1)-p(il,i))/delth/(ph(il,i)-ph(il,i+1)))
2736          ELSE
2737            mp(il, i) = 10.*(lvcp(il,i)*sigd(il)*tevap(il)* &
2738                                                (p(il,i-1)-p(il,i))/delth + &
2739                             lfcp(il,i)*sigd(il)*faci(il,i)*tevap(il)* &
2740                                                (p(il,i-1)-p(il,i))/delth + &
2741                             lfcp(il,i)*sigd(il)*wt(il,i)/100.*fondue(il,i)* &
2742                                                (p(il,i-1)-p(il,i))/delth/(ph(il,i)-ph(il,i+1)))
2743
2744          END IF
2745        ELSE
2746          IF (cvflag_grav) THEN
2747            mp(il, i) = 100.*ginv*lvcp(il, i)*sigd(il)*tevap(il)* &
2748                                                (p(il,i-1)-p(il,i))/delth
2749          ELSE
2750            mp(il, i) = 10.*lvcp(il, i)*sigd(il)*tevap(il)* &
2751                                                (p(il,i-1)-p(il,i))/delth
2752          END IF
2753
2754        END IF
2755
2756      END IF !(i.le.inb(il) .and. lwork(il) .and. i.ne.1)
2757      IF (prt_level .GE. 20) THEN
2758        PRINT *,'cv3_unsat, mp hydrostatic ', i, mp(il,i)
2759      ENDIF
2760    END DO
2761! ----------------------------------------------------------------
2762
2763! ***           if hydrostatic assumption fails,             ***
2764! ***   solve cubic difference equation for downdraft theta  ***
2765! ***  and mass flux from two simultaneous differential eqns ***
2766
2767    DO il = 1, ncum
2768      IF (i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. i/=1) THEN
2769
2770        amfac = sigd(il)*sigd(il)*70.0*ph(il, i)*(p(il,i-1)-p(il,i))* &
2771                         (th(il,i)-th(il,i-1))/(tv(il,i)*th(il,i))
2772        amp2 = abs(mp(il,i+1)*mp(il,i+1)-mp(il,i)*mp(il,i))
2773
2774        IF (amp2>(0.1*amfac)) THEN
2775          xf = 100.0*sigd(il)*sigd(il)*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))
2776          tf = b(il, i) - 5.0*(th(il,i)-th(il,i-1))*t(il, i) / &
2777                              (lvcp(il,i)*sigd(il)*th(il,i))
2778          af = xf*tf + mp(il, i+1)*mp(il, i+1)*tinv
2779
2780          IF (cvflag_ice) THEN
2781            bf = 2.*(tinv*mp(il,i+1))**3 + tinv*mp(il, i+1)*xf*tf + &
2782                 50.*(p(il,i-1)-p(il,i))*xf*(tevap(il)*(1.+(lf(il,i)/lv(il,i))*faci(il,i)) + &
2783                (lf(il,i)/lv(il,i))*wt(il,i)/100.*fondue(il,i)/(ph(il,i)-ph(il,i+1)))
2784          ELSE
2785
2786            bf = 2.*(tinv*mp(il,i+1))**3 + tinv*mp(il, i+1)*xf*tf + &
2787                                           50.*(p(il,i-1)-p(il,i))*xf*tevap(il)
2788          END IF
2789
2790          fac2 = 1.0
2791          IF (bf<0.0) fac2 = -1.0
2792          bf = abs(bf)
2793          ur = 0.25*bf*bf - af*af*af*tinv*tinv*tinv
2794          IF (ur>=0.0) THEN
2795            sru = sqrt(ur)
2796            fac = 1.0
2797            IF ((0.5*bf-sru)<0.0) fac = -1.0
2798            mp(il, i) = mp(il, i+1)*tinv + (0.5*bf+sru)**tinv + &
2799                                           fac*(abs(0.5*bf-sru))**tinv
2800          ELSE
2801            d = atan(2.*sqrt(-ur)/(bf+1.0E-28))
2802            IF (fac2<0.0) d = 3.14159 - d
2803            mp(il, i) = mp(il, i+1)*tinv + 2.*sqrt(af*tinv)*cos(d*tinv)
2804          END IF
2805          mp(il, i) = max(0.0, mp(il,i))
2806          IF (prt_level .GE. 20) THEN
2807            PRINT *,'cv3_unsat, mp cubic ', i, mp(il,i)
2808          ENDIF
2809
2810          IF (cvflag_ice) THEN
2811            IF (cvflag_grav) THEN
2812!JYG : il y a vraisemblablement une erreur dans la ligne 2 suivante:
2813! il faut diviser par (mp(il,i)*sigd(il)*grav) et non par (mp(il,i)+sigd(il)*0.1).
2814! Et il faut bien revoir les facteurs 100.
2815              b(il, i-1) = b(il, i) + 100.0*(p(il,i-1)-p(il,i))* &
2816                           (tevap(il)*(1.+(lf(il,i)/lv(il,i))*faci(il,i)) + &
2817                           (lf(il,i)/lv(il,i))*wt(il,i)/100.*fondue(il,i) / &
2818                           (ph(il,i)-ph(il,i+1))) / &
2819                           (mp(il,i)+sigd(il)*0.1) - &
2820                           10.0*(th(il,i)-th(il,i-1))*t(il, i) / &
2821                           (lvcp(il,i)*sigd(il)*th(il,i))
2822            ELSE
2823              b(il, i-1) = b(il, i) + 100.0*(p(il,i-1)-p(il,i))*&
2824                           (tevap(il)*(1.+(lf(il,i)/lv(il,i))*faci(il,i)) + &
2825                           (lf(il,i)/lv(il,i))*wt(il,i)/100.*fondue(il,i) / &
2826                           (ph(il,i)-ph(il,i+1))) / &
2827                           (mp(il,i)+sigd(il)*0.1) - &
2828                           10.0*(th(il,i)-th(il,i-1))*t(il, i) / &
2829                           (lvcp(il,i)*sigd(il)*th(il,i))
2830            END IF
2831          ELSE
2832            IF (cvflag_grav) THEN
2833              b(il, i-1) = b(il, i) + 100.0*(p(il,i-1)-p(il,i))*tevap(il) / &
2834                           (mp(il,i)+sigd(il)*0.1) - &
2835                           10.0*(th(il,i)-th(il,i-1))*t(il, i) / &
2836                           (lvcp(il,i)*sigd(il)*th(il,i))
2837            ELSE
2838              b(il, i-1) = b(il, i) + 100.0*(p(il,i-1)-p(il,i))*tevap(il) / &
2839                           (mp(il,i)+sigd(il)*0.1) - &
2840                           10.0*(th(il,i)-th(il,i-1))*t(il, i) / &
2841                           (lvcp(il,i)*sigd(il)*th(il,i))
2842            END IF
2843          END IF
2844          b(il, i-1) = max(b(il,i-1), 0.0)
2845
2846        END IF !(amp2.gt.(0.1*amfac))
2847
2848!jyg<    This part shifted 10 lines farther
2849!!! ***         limit magnitude of mp(i) to meet cfl condition      ***
2850!!
2851!!        ampmax = 2.0*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*delti
2852!!        amp2 = 2.0*(ph(il,i-1)-ph(il,i))*delti
2853!!        ampmax = min(ampmax, amp2)
2854!!        mp(il, i) = min(mp(il,i), ampmax)
2855!>jyg
2856
2857! ***      force mp to decrease linearly to zero                 ***
2858! ***       between cloud base and the surface                   ***
2859
2860
2861! c      if(p(il,i).gt.p(il,icb(il)))then
2862! c       mp(il,i)=mp(il,icb(il))*(p(il,1)-p(il,i))/(p(il,1)-p(il,icb(il)))
2863! c      endif
2864        IF (ph(il,i)>0.9*plcl(il)) THEN
2865          mp(il, i) = mp(il, i)*(ph(il,1)-ph(il,i))/(ph(il,1)-0.9*plcl(il))
2866        END IF
2867
2868!jyg<    Shifted part
2869! ***         limit magnitude of mp(i) to meet cfl condition      ***
2870
2871        ampmax = 2.0*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*delti
2872        amp2 = 2.0*(ph(il,i-1)-ph(il,i))*delti
2873        ampmax = min(ampmax, amp2)
2874        mp(il, i) = min(mp(il,i), ampmax)
2875!>jyg
2876
2877      END IF ! (i.le.inb(il) .and. lwork(il) .and. i.ne.1)
2878    END DO
2879! ----------------------------------------------------------------
2880!
2881    IF (prt_level >= 20) THEN
2882      Print*, 'cv3_unsat after mp computation: mp, b(i), b(i-1) ', &
2883          i, mp(1, i), b(1,i), b(1,max(i-1,1))
2884    ENDIF
2885!
2886
2887! ***       find mixing ratio of precipitating downdraft     ***
2888
2889    DO il = 1, ncum
2890      IF (i<inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2891        mplus(il) = mp(il, i) > mp(il, i+1)
2892      END IF ! (i.lt.inb(il) .and. lwork(il))
2893    END DO
2894
2895    DO il = 1, ncum
2896      IF (i<inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2897
2898        rp(il, i) = rr(il, i)
2899
2900        IF (mplus(il)) THEN
2901
2902          IF (cvflag_grav) THEN
2903            rp(il, i) = rp(il, i+1)*mp(il, i+1) + rr(il, i)*(mp(il,i)-mp(il,i+1)) + &
2904              100.*ginv*0.5*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*(evap(il,i+1)+evap(il,i))
2905          ELSE
2906            rp(il, i) = rp(il, i+1)*mp(il, i+1) + rr(il, i)*(mp(il,i)-mp(il,i+1)) + &
2907              5.*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*(evap(il,i+1)+evap(il,i))
2908          END IF
2909          rp(il, i) = rp(il, i)/mp(il, i)
2910          up(il, i) = up(il, i+1)*mp(il, i+1) + u(il, i)*(mp(il,i)-mp(il,i+1))
2911          up(il, i) = up(il, i)/mp(il, i)
2912          vp(il, i) = vp(il, i+1)*mp(il, i+1) + v(il, i)*(mp(il,i)-mp(il,i+1))
2913          vp(il, i) = vp(il, i)/mp(il, i)
2914
2915        ELSE ! if (mplus(il))
2916
2917          IF (mp(il,i+1)>1.0E-16) THEN
2918            IF (cvflag_grav) THEN
2919              rp(il, i) = rp(il,i+1) + 100.*ginv*0.5*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1)) * &
2920                                       (evap(il,i+1)+evap(il,i))/mp(il,i+1)
2921            ELSE
2922              rp(il, i) = rp(il,i+1) + 5.*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1)) * &
2923                                       (evap(il,i+1)+evap(il,i))/mp(il, i+1)
2924            END IF
2925            up(il, i) = up(il, i+1)
2926            vp(il, i) = vp(il, i+1)
2927          END IF ! (mp(il,i+1).gt.1.0e-16)
2928        END IF ! (mplus(il)) else if (.not.mplus(il))
2929
2930        rp(il, i) = amin1(rp(il,i), rs(il,i))
2931        rp(il, i) = max(rp(il,i), 0.0)
2932
2933      END IF ! (i.lt.inb(il) .and. lwork(il))
2934    END DO
2935! ----------------------------------------------------------------
2936
2937! ***       find tracer concentrations in precipitating downdraft     ***
2938
2939!AC!      do j=1,ntra
2940!AC!       do il = 1,ncum
2941!AC!       if (i.lt.inb(il) .and. lwork(il)) then
2942!AC!c
2943!AC!         if(mplus(il))then
2944!AC!          trap(il,i,j)=trap(il,i+1,j)*mp(il,i+1)
2945!AC!     :              +trap(il,i,j)*(mp(il,i)-mp(il,i+1))
2946!AC!          trap(il,i,j)=trap(il,i,j)/mp(il,i)
2947!AC!         else ! if (mplus(il))
2948!AC!          if(mp(il,i+1).gt.1.0e-16)then
2949!AC!           trap(il,i,j)=trap(il,i+1,j)
2950!AC!          endif
2951!AC!         endif ! (mplus(il)) else if (.not.mplus(il))
2952!AC!c
2953!AC!        endif ! (i.lt.inb(il) .and. lwork(il))
2954!AC!       enddo
2955!AC!      end do
2956
2957400 END DO
2958! ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
2959
2960! ***                    end of downdraft loop                    ***
2961
2962! ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
2963
2964
2965  RETURN
2966END SUBROUTINE cv3_unsat
2967
2968SUBROUTINE cv3_yield(nloc, ncum, nd, na, ntra, ok_conserv_q, &
2969                     icb, inb, delt, &
2970                     t, rr, t_wake, rr_wake, s_wake, u, v, tra, &
2971                     gz, p, ph, h, hp, lv, lf, cpn, th, th_wake, &
2972                     ep, clw, m, tp, mp, rp, up, vp, trap, &
2973                     wt, water, ice, evap, fondue, faci, b, sigd, &
2974                     ment, qent, hent, iflag_mix, uent, vent, &
2975                     nent, elij, traent, sig, &
2976                     tv, tvp, wghti, &
2977                     iflag, precip, Vprecip, Vprecipi, &     ! jyg: Vprecipi
2978                     ft, fr, fu, fv, ftra, &                 ! jyg
2979                     cbmf, upwd, dnwd, dnwd0, ma, mip, &
2980!!                     tls, tps,                             ! useless . jyg
2981                     qcondc, wd, &
2982                     ftd, fqd, qnk, qtc, sigt, tau_cld_cv, coefw_cld_cv)
2983
2984  IMPLICIT NONE
2985
2986  include "cvthermo.h"
2987  include "cv3param.h"
2988  include "cvflag.h"
2989  include "conema3.h"
2990
2991!inputs:
2992      INTEGER, INTENT (IN)                               :: iflag_mix
2993      INTEGER, INTENT (IN)                               :: ncum, nd, na, ntra, nloc
2994      LOGICAL, INTENT (IN)                               :: ok_conserv_q
2995      INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)             :: icb, inb
2996      REAL, INTENT (IN)                                  :: delt
2997      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: t, rr, u, v
2998      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: t_wake, rr_wake
2999      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: s_wake
3000      REAL, DIMENSION (nloc, nd, ntra), INTENT (IN)      :: tra
3001      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: p
3002      REAL, DIMENSION (nloc, nd+1), INTENT (IN)          :: ph
3003      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: gz, h, hp
3004      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: th, tp
3005      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: lv, cpn, ep, clw
3006      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: lf
3007      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: rp, up
3008      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: vp
3009      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: wt
3010      REAL, DIMENSION (nloc, nd, ntra), INTENT (IN)      :: trap
3011      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: water, evap, b
3012      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: fondue, faci, ice
3013      REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (IN)        :: qent, uent
3014      REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (IN)        :: hent
3015      REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (IN)        :: vent, elij
3016      INTEGER, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)         :: nent
3017      REAL, DIMENSION (nloc, na, na, ntra), INTENT (IN)  :: traent
3018      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: tv, tvp, wghti
3019      REAL,INTENT(IN)                                    :: tau_cld_cv, coefw_cld_cv
3020!
3021!input/output:
3022      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (INOUT)         :: m, mp
3023      REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (INOUT)     :: ment
3024      INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (INOUT)          :: iflag
3025      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (INOUT)         :: sig
3026      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (INOUT)             :: sigd
3027!
3028!outputs:
3029      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (OUT)               :: precip
3030      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: ft, fr, fu, fv
3031      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: ftd, fqd
3032      REAL, DIMENSION (nloc, nd, ntra), INTENT (OUT)     :: ftra
3033      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: upwd, dnwd, ma
3034      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: dnwd0, mip
3035      REAL, DIMENSION (nloc, nd+1), INTENT (OUT)         :: Vprecip
3036      REAL, DIMENSION (nloc, nd+1), INTENT (OUT)         :: Vprecipi
3037!!      REAL tls(nloc, nd), tps(nloc, nd)                    ! useless . jyg
3038      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: qcondc                      ! cld
3039      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: qtc, sigt                   ! cld
3040      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (OUT)               :: wd                          ! gust
3041      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (OUT)               :: cbmf
3042!
3043!local variables:
3044      INTEGER                                            :: i, k, il, n, j, num1
3045      REAL                                               :: rat, delti
3046      REAL                                               :: ax, bx, cx, dx, ex
3047      REAL                                               :: cpinv, rdcp, dpinv
3048      REAL, DIMENSION (nloc)                             ::  awat
3049      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: lvcp, lfcp              ! , mke ! unused . jyg
3050      REAL, DIMENSION (nloc)                             :: am, work, ad, amp1
3051!!      real up1(nloc), dn1(nloc)
3052      REAL, DIMENSION (nloc, nd, nd)                     :: up1, dn1
3053!jyg<
3054      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: up_to, up_from
3055      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: dn_to, dn_from
3056!>jyg
3057      REAL, DIMENSION (nloc)                             :: asum, bsum, csum, dsum
3058      REAL, DIMENSION (nloc)                             :: esum, fsum, gsum, hsum
3059      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: th_wake
3060      REAL, DIMENSION (nloc)                             :: alpha_qpos, alpha_qpos1
3061      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: qcond, nqcond, wa           ! cld
3062      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: siga, sax, mac              ! cld
3063      REAL, DIMENSION (nloc)                             :: sument
3064      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: sigment, qtment             ! cld
3065      REAL, DIMENSION (nloc)                             :: qnk
3066      REAL sumdq !jyg
3067!
3068! -------------------------------------------------------------
3069
3070! initialization:
3071
3072  delti = 1.0/delt
3073! print*,'cv3_yield initialisation delt', delt
3074
3075  DO il = 1, ncum
3076    precip(il) = 0.0
3077    wd(il) = 0.0 ! gust
3078  END DO
3079
3080!   Fluxes are on a staggered grid : loops extend up to nl+1
3081  DO i = 1, nlp
3082    DO il = 1, ncum
3083      Vprecip(il, i) = 0.0
3084      Vprecipi(il, i) = 0.0                               ! jyg
3085      upwd(il, i) = 0.0
3086      dnwd(il, i) = 0.0
3087      dnwd0(il, i) = 0.0
3088      mip(il, i) = 0.0
3089    END DO
3090  END DO
3091  DO i = 1, nl
3092    DO il = 1, ncum
3093      ft(il, i) = 0.0
3094      fr(il, i) = 0.0
3095      fu(il, i) = 0.0
3096      fv(il, i) = 0.0
3097      ftd(il, i) = 0.0
3098      fqd(il, i) = 0.0
3099      qcondc(il, i) = 0.0 ! cld
3100      qcond(il, i) = 0.0 ! cld
3101      qtc(il, i) = 0.0 ! cld
3102      qtment(il, i) = 0.0 ! cld
3103      sigment(il, i) = 0.0 ! cld
3104      sigt(il, i) = 0.0 ! cld
3105      nqcond(il, i) = 0.0 ! cld
3106    END DO
3107  END DO
3108! print*,'cv3_yield initialisation 2'
3109!AC!      do j=1,ntra
3110!AC!       do i=1,nd
3111!AC!        do il=1,ncum
3112!AC!          ftra(il,i,j)=0.0
3113!AC!        enddo
3114!AC!       enddo
3115!AC!      enddo
3116! print*,'cv3_yield initialisation 3'
3117  DO i = 1, nl
3118    DO il = 1, ncum
3119      lvcp(il, i) = lv(il, i)/cpn(il, i)
3120      lfcp(il, i) = lf(il, i)/cpn(il, i)
3121    END DO
3122  END DO
3123
3124
3125
3126! ***  calculate surface precipitation in mm/day     ***
3127
3128  DO il = 1, ncum
3129    IF (ep(il,inb(il))>=0.0001 .AND. iflag(il)<=1) THEN
3130      IF (cvflag_ice) THEN
3131        precip(il) = wt(il, 1)*sigd(il)*(water(il,1)+ice(il,1)) &
3132                              *86400.*1000./(rowl*grav)
3133      ELSE
3134        precip(il) = wt(il, 1)*sigd(il)*water(il, 1) &
3135                              *86400.*1000./(rowl*grav)
3136      END IF
3137    END IF
3138  END DO
3139! print*,'cv3_yield apres calcul precip'
3140
3141
3142! ===  calculate vertical profile of  precipitation in kg/m2/s  ===
3143
3144  DO i = 1, nl
3145    DO il = 1, ncum
3146      IF (ep(il,inb(il))>=0.0001 .AND. i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3147        IF (cvflag_ice) THEN
3148          Vprecip(il, i) = wt(il, i)*sigd(il)*(water(il,i)+ice(il,i))/grav
3149          Vprecipi(il, i) = wt(il, i)*sigd(il)*ice(il,i)/grav                   ! jyg
3150        ELSE
3151          Vprecip(il, i) = wt(il, i)*sigd(il)*water(il, i)/grav
3152          Vprecipi(il, i) = 0.                                                  ! jyg
3153        END IF
3154      END IF
3155    END DO
3156  END DO
3157
3158
3159! ***  Calculate downdraft velocity scale    ***
3160! ***  NE PAS UTILISER POUR L'INSTANT ***
3161
3162!!      do il=1,ncum
3163!!        wd(il)=betad*abs(mp(il,icb(il)))*0.01*rrd*t(il,icb(il)) &
3164!!                                       /(sigd(il)*p(il,icb(il)))
3165!!      enddo
3166
3167
3168! ***  calculate tendencies of lowest level potential temperature  ***
3169! ***                      and mixing ratio                        ***
3170
3171  DO il = 1, ncum
3172    work(il) = 1.0/(ph(il,1)-ph(il,2))
3173    cbmf(il) = 0.0
3174  END DO
3175
3176  DO k = 2, nl
3177    DO il = 1, ncum
3178      IF (k>=icb(il)) THEN
3179        cbmf(il) = cbmf(il) + m(il, k)
3180      END IF
3181    END DO
3182  END DO
3183
3184!    print*,'cv3_yield avant ft'
3185! am is the part of cbmf taken from the first level
3186  DO il = 1, ncum
3187    am(il) = cbmf(il)*wghti(il, 1)
3188  END DO
3189
3190  DO il = 1, ncum
3191    IF (iflag(il)<=1) THEN
3192! convect3      if((0.1*dpinv*am).ge.delti)iflag(il)=4
3193!JYG  Correction pour conserver l'eau
3194! cc       ft(il,1)=-0.5*lvcp(il,1)*sigd(il)*(evap(il,1)+evap(il,2))          !precip
3195      IF (cvflag_ice) THEN
3196        ft(il, 1) = -lvcp(il, 1)*sigd(il)*evap(il, 1) - &
3197                     lfcp(il, 1)*sigd(il)*evap(il, 1)*faci(il, 1) - &
3198                     lfcp(il, 1)*sigd(il)*(fondue(il,1)*wt(il,1)) / &
3199                       (100.*(ph(il,1)-ph(il,2)))                             !precip
3200      ELSE
3201        ft(il, 1) = -lvcp(il, 1)*sigd(il)*evap(il, 1)
3202      END IF
3203
3204      ft(il, 1) = ft(il, 1) - 0.009*grav*sigd(il)*mp(il, 2)*t_wake(il, 1)*b(il, 1)*work(il)
3205
3206      IF (cvflag_ice) THEN
3207        ft(il, 1) = ft(il, 1) + 0.01*sigd(il)*wt(il, 1)*(cl-cpd)*water(il, 2) * &
3208                                     (t_wake(il,2)-t_wake(il,1))*work(il)/cpn(il, 1) + &
3209                                0.01*sigd(il)*wt(il, 1)*(ci-cpd)*ice(il, 2) * &
3210                                     (t_wake(il,2)-t_wake(il,1))*work(il)/cpn(il, 1)
3211      ELSE
3212        ft(il, 1) = ft(il, 1) + 0.01*sigd(il)*wt(il, 1)*(cl-cpd)*water(il, 2) * &
3213                                     (t_wake(il,2)-t_wake(il,1))*work(il)/cpn(il, 1)
3214      END IF
3215
3216      ftd(il, 1) = ft(il, 1)                                                  ! fin precip
3217
3218      IF ((0.01*grav*work(il)*am(il))>=delti) iflag(il) = 1 !consist vect
3219      ft(il, 1) = ft(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*am(il) * &
3220                                   (t(il,2)-t(il,1)+(gz(il,2)-gz(il,1))/cpn(il,1))
3221    END IF ! iflag
3222  END DO
3223
3224
3225  DO j = 2, nl
3226    IF (iflag_mix>0) THEN
3227      DO il = 1, ncum
3228! FH WARNING a modifier :
3229        cpinv = 0.
3230! cpinv=1.0/cpn(il,1)
3231        IF (j<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3232          ft(il, 1) = ft(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*ment(il, j, 1) * &
3233                     (hent(il,j,1)-h(il,1)+t(il,1)*(cpv-cpd)*(rr(il,1)-qent(il,j,1)))*cpinv
3234        END IF ! j
3235      END DO
3236    END IF
3237  END DO
3238! fin sature
3239
3240
3241  DO il = 1, ncum
3242    IF (iflag(il)<=1) THEN
3243!JYG1  Correction pour mieux conserver l'eau (conformite avec CONVECT4.3)
3244      fr(il, 1) = 0.01*grav*mp(il, 2)*(rp(il,2)-rr_wake(il,1))*work(il) + &
3245                  sigd(il)*evap(il, 1)
3246!!!                  sigd(il)*0.5*(evap(il,1)+evap(il,2))
3247
3248      fqd(il, 1) = fr(il, 1) !precip
3249
3250      fr(il, 1) = fr(il, 1) + 0.01*grav*am(il)*(rr(il,2)-rr(il,1))*work(il)        !sature
3251
3252      fu(il, 1) = fu(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*(mp(il,2)*(up(il,2)-u(il,1)) + &
3253                                                  am(il)*(u(il,2)-u(il,1)))
3254      fv(il, 1) = fv(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*(mp(il,2)*(vp(il,2)-v(il,1)) + &
3255                                                  am(il)*(v(il,2)-v(il,1)))
3256    END IF ! iflag
3257  END DO ! il
3258
3259
3260!AC!     do j=1,ntra
3261!AC!      do il=1,ncum
3262!AC!       if (iflag(il) .le. 1) then
3263!AC!       if (cvflag_grav) then
3264!AC!        ftra(il,1,j)=ftra(il,1,j)+0.01*grav*work(il)
3265!AC!    :                     *(mp(il,2)*(trap(il,2,j)-tra(il,1,j))
3266!AC!    :             +am(il)*(tra(il,2,j)-tra(il,1,j)))
3267!AC!       else
3268!AC!        ftra(il,1,j)=ftra(il,1,j)+0.1*work(il)
3269!AC!    :                     *(mp(il,2)*(trap(il,2,j)-tra(il,1,j))
3270!AC!    :             +am(il)*(tra(il,2,j)-tra(il,1,j)))
3271!AC!       endif
3272!AC!       endif  ! iflag
3273!AC!      enddo
3274!AC!     enddo
3275
3276  DO j = 2, nl
3277    DO il = 1, ncum
3278      IF (j<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3279        fr(il, 1) = fr(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*ment(il, j, 1)*(qent(il,j,1)-rr(il,1))
3280        fu(il, 1) = fu(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*ment(il, j, 1)*(uent(il,j,1)-u(il,1))
3281        fv(il, 1) = fv(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*ment(il, j, 1)*(vent(il,j,1)-v(il,1))
3282      END IF ! j
3283    END DO
3284  END DO
3285
3286!AC!      do k=1,ntra
3287!AC!       do j=2,nl
3288!AC!        do il=1,ncum
3289!AC!         if (j.le.inb(il) .and. iflag(il) .le. 1) then
3290!AC!
3291!AC!          if (cvflag_grav) then
3292!AC!           ftra(il,1,k)=ftra(il,1,k)+0.01*grav*work(il)*ment(il,j,1)
3293!AC!     :                *(traent(il,j,1,k)-tra(il,1,k))
3294!AC!          else
3295!AC!           ftra(il,1,k)=ftra(il,1,k)+0.1*work(il)*ment(il,j,1)
3296!AC!     :                *(traent(il,j,1,k)-tra(il,1,k))
3297!AC!          endif
3298!AC!
3299!AC!         endif
3300!AC!        enddo
3301!AC!       enddo
3302!AC!      enddo
3303! print*,'cv3_yield apres ft'
3304
3305!jyg<
3306!-----------------------------------------------------------
3307           IF (ok_optim_yield) THEN                       !|
3308!-----------------------------------------------------------
3309!
3310!***                                                      ***
3311!***    Compute convective mass fluxes upwd and dnwd      ***
3312
3313upwd(:,:) = 0.
3314up_to(:,:) = 0.
3315up_from(:,:) = 0.
3316dnwd(:,:) = 0.
3317dn_to(:,:) = 0.
3318dn_from(:,:) = 0.
3319!
3320! =================================================
3321!              upward fluxes                      |
3322! ------------------------------------------------
3323DO i = 2, nl
3324  DO il = 1, ncum
3325    IF (i<=inb(il)) THEN
3326      up_to(il,i) = m(il,i)
3327    ENDIF
3328  ENDDO
3329  DO j = 1, i-1
3330    DO il = 1, ncum
3331      IF (i<=inb(il)) THEN
3332        up_to(il,i) = up_to(il,i) + ment(il,j,i)
3333      ENDIF
3334    ENDDO
3335  ENDDO
3336ENDDO
3337!
3338DO i = 1, nl
3339  DO il = 1, ncum
3340    IF (i<=inb(il)) THEN
3341      up_from(il,i) = cbmf(il)*wghti(il,i)
3342    ENDIF
3343  ENDDO
3344ENDDO
3345!!DO i = 2, nl
3346!!  DO j = i+1, nl          !! Permuter les boucles i et j
3347DO j = 3, nl
3348  DO i = 2, j-1
3349    DO il = 1, ncum
3350      IF (j<=inb(il)) THEN
3351        up_from(il,i) = up_from(il,i) + ment(il,i,j)
3352      ENDIF
3353    ENDDO
3354  ENDDO
3355ENDDO
3356!
3357! The difference between upwd(il,i) and upwd(il,i-1) is due to updrafts ending in layer
3358!(i-1) (theses drafts cross interface (i-1) but not interface(i)) and to updrafts starting
3359!from layer (i-1) (theses drafts cross interface (i) but not interface(i-1)):
3360!
3361DO i = 2, nlp
3362  DO il = 1, ncum
3363    upwd(il,i) = max(0., upwd(il,i-1) - up_to(il,i-1) + up_from(il,i-1))
3364  ENDDO
3365ENDDO
3366!
3367! =================================================
3368!              downward fluxes                    |
3369! ------------------------------------------------
3370DO i = 1, nl
3371  DO j = i+1, nl
3372    DO il = 1, ncum
3373      IF (j<=inb(il)) THEN
3374        dn_to(il,i) = dn_to(il,i) + ment(il,j,i)
3375      ENDIF
3376    ENDDO
3377  ENDDO
3378ENDDO
3379!
3380!!DO i = 2, nl
3381!!  DO j = 1, i-1          !! Permuter les boucles i et j
3382DO j = 1, nl
3383  DO i = j+1, nl
3384    DO il = 1, ncum
3385      IF (i<=inb(il)) THEN
3386        dn_from(il,i) = dn_from(il,i) + ment(il,i,j)
3387      ENDIF
3388    ENDDO
3389  ENDDO
3390ENDDO
3391!
3392! The difference between dnwd(il,i) and dnwd(il,i+1) is due to downdrafts ending in layer
3393!(i) (theses drafts cross interface (i+1) but not interface(i)) and to downdrafts
3394!starting from layer (i) (theses drafts cross interface (i) but not interface(i+1)):
3395!
3396DO i = nl-1, 1, -1
3397  DO il = 1, ncum
3398    dnwd(il,i) = max(0., dnwd(il,i+1) - dn_to(il,i) + dn_from(il,i))
3399  ENDDO
3400ENDDO
3401! =================================================
3402!
3403!-----------------------------------------------------------
3404        ENDIF !(ok_optim_yield)                           !|
3405!-----------------------------------------------------------
3406!>jyg
3407
3408! ***  calculate tendencies of potential temperature and mixing ratio  ***
3409! ***               at levels above the lowest level                   ***
3410
3411! ***  first find the net saturated updraft and downdraft mass fluxes  ***
3412! ***                      through each level                          ***
3413
3414
3415!jyg<
3416!!  DO i = 2, nl + 1 ! newvecto: mettre nl au lieu nl+1?
3417  DO i = 2, nl
3418!>jyg
3419
3420    num1 = 0
3421    DO il = 1, ncum
3422      IF (i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) num1 = num1 + 1
3423    END DO
3424    IF (num1<=0) GO TO 500
3425
3426!
3427!jyg<
3428!-----------------------------------------------------------
3429           IF (ok_optim_yield) THEN                       !|
3430!-----------------------------------------------------------
3431DO il = 1, ncum
3432   amp1(il) = upwd(il,i+1)
3433   ad(il) = dnwd(il,i)
3434ENDDO
3435!-----------------------------------------------------------
3436        ELSE !(ok_optim_yield)                            !|
3437!-----------------------------------------------------------
3438!>jyg
3439    DO il = 1,ncum
3440      amp1(il) = 0.
3441      ad(il) = 0.
3442    ENDDO
3443
3444    DO k = 1, nl + 1
3445      DO il = 1, ncum
3446        IF (i>=icb(il)) THEN
3447          IF (k>=i+1 .AND. k<=(inb(il)+1)) THEN
3448            amp1(il) = amp1(il) + m(il, k)
3449          END IF
3450        ELSE
3451! AMP1 is the part of cbmf taken from layers I and lower
3452          IF (k<=i) THEN
3453            amp1(il) = amp1(il) + cbmf(il)*wghti(il, k)
3454          END IF
3455        END IF
3456      END DO
3457    END DO
3458
3459    DO j = i + 1, nl + 1         
3460       DO k = 1, i
3461          !yor! reverted j and k loops
3462          DO il = 1, ncum
3463!yor!        IF (i<=inb(il) .AND. j<=(inb(il)+1)) THEN ! the second condition implies the first !
3464             IF (j<=(inb(il)+1)) THEN 
3465                amp1(il) = amp1(il) + ment(il, k, j)
3466             END IF
3467          END DO
3468       END DO
3469    END DO
3470
3471    DO k = 1, i - 1
3472!jyg<
3473!!      DO j = i, nl + 1 ! newvecto: nl au lieu nl+1?
3474      DO j = i, nl
3475!>jyg
3476        DO il = 1, ncum
3477!yor!        IF (i<=inb(il) .AND. j<=inb(il)) THEN ! the second condition implies the 1st !
3478             IF (j<=inb(il)) THEN   
3479            ad(il) = ad(il) + ment(il, j, k)
3480          END IF
3481        END DO
3482      END DO
3483    END DO
3484!
3485!-----------------------------------------------------------
3486        ENDIF !(ok_optim_yield)                           !|
3487!-----------------------------------------------------------
3488!
3489!!   print *,'yield, i, amp1, ad', i, amp1(1), ad(1)
3490
3491    DO il = 1, ncum
3492      IF (i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3493        dpinv = 1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3494        cpinv = 1.0/cpn(il, i)
3495
3496! convect3      if((0.1*dpinv*amp1).ge.delti)iflag(il)=4
3497        IF ((0.01*grav*dpinv*amp1(il))>=delti) iflag(il) = 1 ! vecto
3498
3499! precip
3500! cc       ft(il,i)= -0.5*sigd(il)*lvcp(il,i)*(evap(il,i)+evap(il,i+1))
3501        IF (cvflag_ice) THEN
3502          ft(il, i) = -sigd(il)*lvcp(il, i)*evap(il, i) - &
3503                       sigd(il)*lfcp(il, i)*evap(il, i)*faci(il, i) - &
3504                       sigd(il)*lfcp(il, i)*fondue(il, i)*wt(il, i)/(100.*(p(il,i-1)-p(il,i)))
3505        ELSE
3506          ft(il, i) = -sigd(il)*lvcp(il, i)*evap(il, i)
3507        END IF
3508
3509        rat = cpn(il, i-1)*cpinv
3510
3511        ft(il, i) = ft(il, i) - 0.009*grav*sigd(il) * &
3512                     (mp(il,i+1)*t_wake(il,i)*b(il,i)-mp(il,i)*t_wake(il,i-1)*rat*b(il,i-1))*dpinv
3513        IF (cvflag_ice) THEN
3514          ft(il, i) = ft(il, i) + 0.01*sigd(il)*wt(il, i)*(cl-cpd)*water(il, i+1) * &
3515                                       (t_wake(il,i+1)-t_wake(il,i))*dpinv*cpinv + &
3516                                  0.01*sigd(il)*wt(il, i)*(ci-cpd)*ice(il, i+1) * &
3517                                       (t_wake(il,i+1)-t_wake(il,i))*dpinv*cpinv
3518        ELSE
3519          ft(il, i) = ft(il, i) + 0.01*sigd(il)*wt(il, i)*(cl-cpd)*water(il, i+1) * &
3520                                       (t_wake(il,i+1)-t_wake(il,i))*dpinv* &
3521            cpinv
3522        END IF
3523
3524        ftd(il, i) = ft(il, i)
3525! fin precip
3526
3527! sature
3528        ft(il, i) = ft(il, i) + 0.01*grav*dpinv * &
3529                     (amp1(il)*(t(il,i+1)-t(il,i) + (gz(il,i+1)-gz(il,i))*cpinv) - &
3530                      ad(il)*(t(il,i)-t(il,i-1)+(gz(il,i)-gz(il,i-1))*cpinv))
3531
3532
3533        IF (iflag_mix==0) THEN
3534          ft(il, i) = ft(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, i, i)*(hp(il,i)-h(il,i) + &
3535                                    t(il,i)*(cpv-cpd)*(rr(il,i)-qent(il,i,i)))*cpinv
3536        END IF
3537
3538
3539
3540! sb: on ne fait pas encore la correction permettant de mieux
3541! conserver l'eau:
3542!JYG: correction permettant de mieux conserver l'eau:
3543! cc         fr(il,i)=0.5*sigd(il)*(evap(il,i)+evap(il,i+1))
3544        fr(il, i) = sigd(il)*evap(il, i) + 0.01*grav*(mp(il,i+1)*(rp(il,i+1)-rr_wake(il,i)) - &
3545                                                      mp(il,i)*(rp(il,i)-rr_wake(il,i-1)))*dpinv
3546        fqd(il, i) = fr(il, i)                                                                     ! precip
3547
3548        fu(il, i) = 0.01*grav*(mp(il,i+1)*(up(il,i+1)-u(il,i)) - &
3549                               mp(il,i)*(up(il,i)-u(il,i-1)))*dpinv
3550        fv(il, i) = 0.01*grav*(mp(il,i+1)*(vp(il,i+1)-v(il,i)) - &
3551                               mp(il,i)*(vp(il,i)-v(il,i-1)))*dpinv
3552
3553
3554        fr(il, i) = fr(il, i) + 0.01*grav*dpinv*(amp1(il)*(rr(il,i+1)-rr(il,i)) - &
3555                                                 ad(il)*(rr(il,i)-rr(il,i-1)))
3556        fu(il, i) = fu(il, i) + 0.01*grav*dpinv*(amp1(il)*(u(il,i+1)-u(il,i)) - &
3557                                                 ad(il)*(u(il,i)-u(il,i-1)))
3558        fv(il, i) = fv(il, i) + 0.01*grav*dpinv*(amp1(il)*(v(il,i+1)-v(il,i)) - &
3559                                                 ad(il)*(v(il,i)-v(il,i-1)))
3560
3561      END IF ! i
3562    END DO
3563
3564!AC!      do k=1,ntra
3565!AC!       do il=1,ncum
3566!AC!        if (i.le.inb(il) .and. iflag(il) .le. 1) then
3567!AC!         dpinv=1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3568!AC!         cpinv=1.0/cpn(il,i)
3569!AC!         if (cvflag_grav) then
3570!AC!           ftra(il,i,k)=ftra(il,i,k)+0.01*grav*dpinv
3571!AC!     :         *(amp1(il)*(tra(il,i+1,k)-tra(il,i,k))
3572!AC!     :           -ad(il)*(tra(il,i,k)-tra(il,i-1,k)))
3573!AC!         else
3574!AC!           ftra(il,i,k)=ftra(il,i,k)+0.1*dpinv
3575!AC!     :         *(amp1(il)*(tra(il,i+1,k)-tra(il,i,k))
3576!AC!     :           -ad(il)*(tra(il,i,k)-tra(il,i-1,k)))
3577!AC!         endif
3578!AC!        endif
3579!AC!       enddo
3580!AC!      enddo
3581
3582    DO k = 1, i - 1
3583
3584      DO il = 1, ncum
3585        awat(il) = elij(il, k, i) - (1.-ep(il,i))*clw(il, i)
3586        awat(il) = max(awat(il), 0.0)
3587      END DO
3588
3589      IF (iflag_mix/=0) THEN
3590        DO il = 1, ncum
3591          IF (i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3592            dpinv = 1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3593            cpinv = 1.0/cpn(il, i)
3594            ft(il, i) = ft(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i) * &
3595                 (hent(il,k,i)-h(il,i)+t(il,i)*(cpv-cpd)*(rr(il,i)+awat(il)-qent(il,k,i)))*cpinv
3596!
3597!
3598          END IF ! i
3599        END DO
3600      END IF
3601
3602      DO il = 1, ncum
3603        IF (i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3604          dpinv = 1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3605          cpinv = 1.0/cpn(il, i)
3606          fr(il, i) = fr(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i) * &
3607                                                       (qent(il,k,i)-awat(il)-rr(il,i))
3608          fu(il, i) = fu(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i)*(uent(il,k,i)-u(il,i))
3609          fv(il, i) = fv(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i)*(vent(il,k,i)-v(il,i))
3610
3611! (saturated updrafts resulting from mixing)                                   ! cld
3612          qcond(il, i) = qcond(il, i) + (elij(il,k,i)-awat(il))                ! cld
3613          qtment(il, i) = qtment(il, i) + qent(il,k,i)                         ! cld
3614          nqcond(il, i) = nqcond(il, i) + 1.                                   ! cld
3615        END IF ! i
3616      END DO
3617    END DO
3618
3619!AC!      do j=1,ntra
3620!AC!       do k=1,i-1
3621!AC!        do il=1,ncum
3622!AC!         if (i.le.inb(il) .and. iflag(il) .le. 1) then
3623!AC!          dpinv=1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3624!AC!          cpinv=1.0/cpn(il,i)
3625!AC!          if (cvflag_grav) then
3626!AC!           ftra(il,i,j)=ftra(il,i,j)+0.01*grav*dpinv*ment(il,k,i)
3627!AC!     :        *(traent(il,k,i,j)-tra(il,i,j))
3628!AC!          else
3629!AC!           ftra(il,i,j)=ftra(il,i,j)+0.1*dpinv*ment(il,k,i)
3630!AC!     :        *(traent(il,k,i,j)-tra(il,i,j))
3631!AC!          endif
3632!AC!         endif
3633!AC!        enddo
3634!AC!       enddo
3635!AC!      enddo
3636
3637!jyg<
3638!!    DO k = i, nl + 1
3639    DO k = i, nl
3640!>jyg
3641
3642      IF (iflag_mix/=0) THEN
3643        DO il = 1, ncum
3644          IF (i<=inb(il) .AND. k<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3645            dpinv = 1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3646            cpinv = 1.0/cpn(il, i)
3647            ft(il, i) = ft(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i) * &
3648                  (hent(il,k,i)-h(il,i)+t(il,i)*(cpv-cpd)*(rr(il,i)-qent(il,k,i)))*cpinv
3649
3650
3651          END IF ! i
3652        END DO
3653      END IF
3654
3655      DO il = 1, ncum
3656        IF (i<=inb(il) .AND. k<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3657          dpinv = 1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3658          cpinv = 1.0/cpn(il, i)
3659
3660          fr(il, i) = fr(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i)*(qent(il,k,i)-rr(il,i))
3661          fu(il, i) = fu(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i)*(uent(il,k,i)-u(il,i))
3662          fv(il, i) = fv(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i)*(vent(il,k,i)-v(il,i))
3663        END IF ! i and k
3664      END DO
3665    END DO
3666
3667!AC!      do j=1,ntra
3668!AC!       do k=i,nl+1
3669!AC!        do il=1,ncum
3670!AC!         if (i.le.inb(il) .and. k.le.inb(il)
3671!AC!     $                .and. iflag(il) .le. 1) then
3672!AC!          dpinv=1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3673!AC!          cpinv=1.0/cpn(il,i)
3674!AC!          if (cvflag_grav) then
3675!AC!           ftra(il,i,j)=ftra(il,i,j)+0.01*grav*dpinv*ment(il,k,i)
3676!AC!     :         *(traent(il,k,i,j)-tra(il,i,j))
3677!AC!          else
3678!AC!           ftra(il,i,j)=ftra(il,i,j)+0.1*dpinv*ment(il,k,i)
3679!AC!     :             *(traent(il,k,i,j)-tra(il,i,j))
3680!AC!          endif
3681!AC!         endif ! i and k
3682!AC!        enddo
3683!AC!       enddo
3684!AC!      enddo
3685
3686! sb: interface with the cloud parameterization:                               ! cld
3687
3688    DO k = i + 1, nl
3689      DO il = 1, ncum
3690        IF (k<=inb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN               ! cld
3691! (saturated downdrafts resulting from mixing)                                 ! cld
3692          qcond(il, i) = qcond(il, i) + elij(il, k, i)                         ! cld
3693          qtment(il, i) = qent(il,k,i) + qtment(il,i)                          ! cld
3694          nqcond(il, i) = nqcond(il, i) + 1.                                   ! cld
3695        END IF ! cld
3696      END DO ! cld
3697    END DO ! cld
3698
3699! (particular case: no detraining level is found)                              ! cld
3700    DO il = 1, ncum                                                            ! cld
3701      IF (i<=inb(il) .AND. nent(il,i)==0 .AND. iflag(il)<=1) THEN              ! cld
3702        qcond(il, i) = qcond(il, i) + (1.-ep(il,i))*clw(il, i)                 ! cld
3703        qtment(il, i) = qent(il,k,i) + qtment(il,i)                          ! cld
3704        nqcond(il, i) = nqcond(il, i) + 1.                                     ! cld
3705      END IF                                                                   ! cld
3706    END DO                                                                     ! cld
3707
3708    DO il = 1, ncum                                                            ! cld
3709      IF (i<=inb(il) .AND. nqcond(il,i)/=0 .AND. iflag(il)<=1) THEN            ! cld
3710        qcond(il, i) = qcond(il, i)/nqcond(il, i)                              ! cld
3711        qtment(il, i) = qtment(il,i)/nqcond(il, i)                             ! cld
3712      END IF                                                                   ! cld
3713    END DO
3714
3715!AC!      do j=1,ntra
3716!AC!       do il=1,ncum
3717!AC!        if (i.le.inb(il) .and. iflag(il) .le. 1) then
3718!AC!         dpinv=1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3719!AC!         cpinv=1.0/cpn(il,i)
3720!AC!
3721!AC!         if (cvflag_grav) then
3722!AC!          ftra(il,i,j)=ftra(il,i,j)+0.01*grav*dpinv
3723!AC!     :     *(mp(il,i+1)*(trap(il,i+1,j)-tra(il,i,j))
3724!AC!     :     -mp(il,i)*(trap(il,i,j)-trap(il,i-1,j)))
3725!AC!         else
3726!AC!          ftra(il,i,j)=ftra(il,i,j)+0.1*dpinv
3727!AC!     :     *(mp(il,i+1)*(trap(il,i+1,j)-tra(il,i,j))
3728!AC!     :     -mp(il,i)*(trap(il,i,j)-trap(il,i-1,j)))
3729!AC!         endif
3730!AC!        endif ! i
3731!AC!       enddo
3732!AC!      enddo
3733
3734
3735500 END DO
3736
3737!JYG<
3738!Conservation de l'eau
3739!   sumdq = 0.
3740!   DO k = 1, nl
3741!     sumdq = sumdq + fr(1, k)*100.*(ph(1,k)-ph(1,k+1))/grav
3742!   END DO
3743!   PRINT *, 'cv3_yield, apres 500, sum(dq), precip, somme ', sumdq, Vprecip(1, 1), sumdq + vprecip(1, 1)
3744!JYG>
3745! ***   move the detrainment at level inb down to level inb-1   ***
3746! ***        in such a way as to preserve the vertically        ***
3747! ***          integrated enthalpy and water tendencies         ***
3748
3749! Correction bug le 18-03-09
3750  DO il = 1, ncum
3751    IF (iflag(il)<=1) THEN
3752      ax = 0.01*grav*ment(il, inb(il), inb(il))* &
3753           (hp(il,inb(il))-h(il,inb(il))+t(il,inb(il))*(cpv-cpd)*(rr(il,inb(il))-qent(il,inb(il),inb(il))))/ &
3754                                (cpn(il,inb(il))*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1)))
3755      ft(il, inb(il)) = ft(il, inb(il)) - ax
3756      ft(il, inb(il)-1) = ft(il, inb(il)-1) + ax*cpn(il, inb(il))*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))/ &
3757                              (cpn(il,inb(il)-1)*(ph(il,inb(il)-1)-ph(il,inb(il))))
3758
3759      bx = 0.01*grav*ment(il, inb(il), inb(il))*(qent(il,inb(il),inb(il))-rr(il,inb(il)))/ &
3760                                                 (ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3761      fr(il, inb(il)) = fr(il, inb(il)) - bx
3762      fr(il, inb(il)-1) = fr(il, inb(il)-1) + bx*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))/ &
3763                                                 (ph(il,inb(il)-1)-ph(il,inb(il)))
3764
3765      cx = 0.01*grav*ment(il, inb(il), inb(il))*(uent(il,inb(il),inb(il))-u(il,inb(il)))/ &
3766                                                 (ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3767      fu(il, inb(il)) = fu(il, inb(il)) - cx
3768      fu(il, inb(il)-1) = fu(il, inb(il)-1) + cx*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))/ &
3769                                                 (ph(il,inb(il)-1)-ph(il,inb(il)))
3770
3771      dx = 0.01*grav*ment(il, inb(il), inb(il))*(vent(il,inb(il),inb(il))-v(il,inb(il)))/ &
3772                                                 (ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3773      fv(il, inb(il)) = fv(il, inb(il)) - dx
3774      fv(il, inb(il)-1) = fv(il, inb(il)-1) + dx*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))/ &
3775                                                 (ph(il,inb(il)-1)-ph(il,inb(il)))
3776    END IF !iflag
3777  END DO
3778
3779!JYG<
3780!Conservation de l'eau
3781!   sumdq = 0.
3782!   DO k = 1, nl
3783!     sumdq = sumdq + fr(1, k)*100.*(ph(1,k)-ph(1,k+1))/grav
3784!   END DO
3785!   PRINT *, 'cv3_yield, apres 503, sum(dq), precip, somme ', sumdq, Vprecip(1, 1), sumdq + vprecip(1, 1)
3786!JYG>
3787
3788!AC!      do j=1,ntra
3789!AC!       do il=1,ncum
3790!AC!        IF (iflag(il) .le. 1) THEN
3791!AC!    IF (cvflag_grav) then
3792!AC!        ex=0.01*grav*ment(il,inb(il),inb(il))
3793!AC!     :      *(traent(il,inb(il),inb(il),j)-tra(il,inb(il),j))
3794!AC!     :      /(ph(i l,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3795!AC!        ftra(il,inb(il),j)=ftra(il,inb(il),j)-ex
3796!AC!        ftra(il,inb(il)-1,j)=ftra(il,inb(il)-1,j)
3797!AC!     :       +ex*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3798!AC!     :          /(ph(il,inb(il)-1)-ph(il,inb(il)))
3799!AC!    else
3800!AC!        ex=0.1*ment(il,inb(il),inb(il))
3801!AC!     :      *(traent(il,inb(il),inb(il),j)-tra(il,inb(il),j))
3802!AC!     :      /(ph(i l,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3803!AC!        ftra(il,inb(il),j)=ftra(il,inb(il),j)-ex
3804!AC!        ftra(il,inb(il)-1,j)=ftra(il,inb(il)-1,j)
3805!AC!     :       +ex*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3806!AC!     :          /(ph(il,inb(il)-1)-ph(il,inb(il)))
3807!AC!        ENDIF   !cvflag grav
3808!AC!        ENDIF    !iflag
3809!AC!       enddo
3810!AC!      enddo
3811
3812
3813! ***    homogenize tendencies below cloud base    ***
3814
3815
3816  DO il = 1, ncum
3817    asum(il) = 0.0
3818    bsum(il) = 0.0
3819    csum(il) = 0.0
3820    dsum(il) = 0.0
3821    esum(il) = 0.0
3822    fsum(il) = 0.0
3823    gsum(il) = 0.0
3824    hsum(il) = 0.0
3825  END DO
3826
3827!do i=1,nl
3828!do il=1,ncum
3829!th_wake(il,i)=t_wake(il,i)*(1000.0/p(il,i))**rdcp
3830!enddo
3831!enddo
3832
3833  DO i = 1, nl
3834    DO il = 1, ncum
3835      IF (i<=(icb(il)-1) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3836!jyg  Saturated part : use T profile
3837        asum(il) = asum(il) + (ft(il,i)-ftd(il,i))*(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3838!jyg<20140311
3839!Correction pour conserver l eau
3840        IF (ok_conserv_q) THEN
3841          bsum(il) = bsum(il) + (fr(il,i)-fqd(il,i))*(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3842          csum(il) = csum(il) + (ph(il,i)-ph(il,i+1))
3843
3844        ELSE
3845          bsum(il)=bsum(il)+(fr(il,i)-fqd(il,i))*(lv(il,i)+(cl-cpd)*(t(il,i)-t(il,1)))* &
3846                            (ph(il,i)-ph(il,i+1))
3847          csum(il)=csum(il)+(lv(il,i)+(cl-cpd)*(t(il,i)-t(il,1)))* &
3848                            (ph(il,i)-ph(il,i+1))
3849        ENDIF ! (ok_conserv_q)
3850!jyg>
3851        dsum(il) = dsum(il) + t(il, i)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))/th(il, i)
3852!jyg  Unsaturated part : use T_wake profile
3853        esum(il) = esum(il) + ftd(il, i)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3854!jyg<20140311
3855!Correction pour conserver l eau
3856        IF (ok_conserv_q) THEN
3857          fsum(il) = fsum(il) + fqd(il, i)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3858          gsum(il) = gsum(il) + (ph(il,i)-ph(il,i+1))
3859        ELSE
3860          fsum(il)=fsum(il)+fqd(il,i)*(lv(il,i)+(cl-cpd)*(t_wake(il,i)-t_wake(il,1)))* &
3861                            (ph(il,i)-ph(il,i+1))
3862          gsum(il)=gsum(il)+(lv(il,i)+(cl-cpd)*(t_wake(il,i)-t_wake(il,1)))* &
3863                            (ph(il,i)-ph(il,i+1))
3864        ENDIF ! (ok_conserv_q)
3865!jyg>
3866        hsum(il) = hsum(il) + t_wake(il, i)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))/th_wake(il, i)
3867      END IF
3868    END DO
3869  END DO
3870
3871!!!!      do 700 i=1,icb(il)-1
3872  DO i = 1, nl
3873    DO il = 1, ncum
3874      IF (i<=(icb(il)-1) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3875        ftd(il, i) = esum(il)*t_wake(il, i)/(th_wake(il,i)*hsum(il))
3876        fqd(il, i) = fsum(il)/gsum(il)
3877        ft(il, i) = ftd(il, i) + asum(il)*t(il, i)/(th(il,i)*dsum(il))
3878        fr(il, i) = fqd(il, i) + bsum(il)/csum(il)
3879      END IF
3880    END DO
3881  END DO
3882
3883!jyg<
3884!Conservation de l'eau
3885!!  sumdq = 0.
3886!!  DO k = 1, nl
3887!!    sumdq = sumdq + fr(1, k)*100.*(ph(1,k)-ph(1,k+1))/grav
3888!!  END DO
3889!!  PRINT *, 'cv3_yield, apres hom, sum(dq), precip, somme ', sumdq, Vprecip(1, 1), sumdq + vprecip(1, 1)
3890!jyg>
3891
3892
3893! ***   Check that moisture stays positive. If not, scale tendencies
3894! in order to ensure moisture positivity
3895  DO il = 1, ncum
3896    alpha_qpos(il) = 1.
3897    IF (iflag(il)<=1) THEN
3898      IF (fr(il,1)<=0.) THEN
3899        alpha_qpos(il) = max(alpha_qpos(il), (-delt*fr(il,1))/(s_wake(il)*rr_wake(il,1)+(1.-s_wake(il))*rr(il,1)))
3900      END IF
3901    END IF
3902  END DO
3903  DO i = 2, nl
3904    DO il = 1, ncum
3905      IF (iflag(il)<=1) THEN
3906        IF (fr(il,i)<=0.) THEN
3907          alpha_qpos1(il) = max(1., (-delt*fr(il,i))/(s_wake(il)*rr_wake(il,i)+(1.-s_wake(il))*rr(il,i)))
3908          IF (alpha_qpos1(il)>=alpha_qpos(il)) alpha_qpos(il) = alpha_qpos1(il)
3909        END IF
3910      END IF
3911    END DO
3912  END DO
3913  DO il = 1, ncum
3914    IF (iflag(il)<=1 .AND. alpha_qpos(il)>1.001) THEN
3915      alpha_qpos(il) = alpha_qpos(il)*1.1
3916    END IF
3917  END DO
3918!
3919!    print *,' YIELD : alpha_qpos ',alpha_qpos(1)
3920!
3921  DO il = 1, ncum
3922    IF (iflag(il)<=1) THEN
3923      sigd(il) = sigd(il)/alpha_qpos(il)
3924      precip(il) = precip(il)/alpha_qpos(il)
3925      cbmf(il) = cbmf(il)/alpha_qpos(il)
3926    END IF
3927  END DO
3928  DO i = 1, nl
3929    DO il = 1, ncum
3930      IF (iflag(il)<=1) THEN
3931        fr(il, i) = fr(il, i)/alpha_qpos(il)
3932        ft(il, i) = ft(il, i)/alpha_qpos(il)
3933        fqd(il, i) = fqd(il, i)/alpha_qpos(il)
3934        ftd(il, i) = ftd(il, i)/alpha_qpos(il)
3935        fu(il, i) = fu(il, i)/alpha_qpos(il)
3936        fv(il, i) = fv(il, i)/alpha_qpos(il)
3937        m(il, i) = m(il, i)/alpha_qpos(il)
3938        mp(il, i) = mp(il, i)/alpha_qpos(il)
3939        Vprecip(il, i) = Vprecip(il, i)/alpha_qpos(il)
3940        Vprecipi(il, i) = Vprecipi(il, i)/alpha_qpos(il)                     ! jyg
3941      END IF
3942    END DO
3943  END DO
3944!jyg<
3945!-----------------------------------------------------------
3946           IF (ok_optim_yield) THEN                       !|
3947!-----------------------------------------------------------
3948  DO i = 1, nl
3949    DO il = 1, ncum
3950      IF (iflag(il)<=1) THEN
3951        upwd(il, i) = upwd(il, i)/alpha_qpos(il)
3952        dnwd(il, i) = dnwd(il, i)/alpha_qpos(il)
3953      END IF
3954    END DO
3955  END DO
3956!-----------------------------------------------------------
3957        ENDIF !(ok_optim_yield)                           !|
3958!-----------------------------------------------------------
3959!>jyg
3960  DO j = 1, nl !yor! inverted i and j loops
3961     DO i = 1, nl
3962      DO il = 1, ncum
3963        IF (iflag(il)<=1) THEN
3964          ment(il, i, j) = ment(il, i, j)/alpha_qpos(il)
3965        END IF
3966      END DO
3967    END DO
3968  END DO
3969
3970!AC!      DO j = 1,ntra
3971!AC!      DO i = 1,nl
3972!AC!       DO il = 1,ncum
3973!AC!        IF (iflag(il) .le. 1) THEN
3974!AC!         ftra(il,i,j) = ftra(il,i,j)/alpha_qpos(il)
3975!AC!        ENDIF
3976!AC!       ENDDO
3977!AC!      ENDDO
3978!AC!      ENDDO
3979
3980
3981! ***           reset counter and return           ***
3982
3983! Reset counter only for points actually convective (jyg)
3984! In order take into account the possibility of changing the compression,
3985! reset m, sig and w0 to zero for non-convecting points.
3986  DO il = 1, ncum
3987    IF (iflag(il) < 3) THEN
3988      sig(il, nd) = 2.0
3989    ENDIF
3990  END DO
3991
3992
3993  DO i = 1, nl
3994    DO il = 1, ncum
3995      dnwd0(il, i) = -mp(il, i)
3996    END DO
3997  END DO
3998!jyg<  (loops stop at nl)
3999!!  DO i = nl + 1, nd
4000!!    DO il = 1, ncum
4001!!      dnwd0(il, i) = 0.
4002!!    END DO
4003!!  END DO
4004!>jyg
4005
4006
4007!jyg<
4008!-----------------------------------------------------------
4009           IF (.NOT.ok_optim_yield) THEN                  !|
4010!-----------------------------------------------------------
4011  DO i = 1, nl
4012    DO il = 1, ncum
4013      upwd(il, i) = 0.0
4014      dnwd(il, i) = 0.0
4015    END DO
4016  END DO
4017
4018!!  DO i = 1, nl                                           ! useless; jyg
4019!!    DO il = 1, ncum                                      ! useless; jyg
4020!!      IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il)) THEN              ! useless; jyg
4021!!        upwd(il, i) = 0.0                                ! useless; jyg
4022!!        dnwd(il, i) = 0.0                                ! useless; jyg
4023!!      END IF                                             ! useless; jyg
4024!!    END DO                                               ! useless; jyg
4025!!  END DO                                                 ! useless; jyg
4026
4027  DO i = 1, nl
4028    DO k = 1, nl
4029      DO il = 1, ncum
4030        up1(il, k, i) = 0.0
4031        dn1(il, k, i) = 0.0
4032      END DO
4033    END DO
4034  END DO
4035
4036!yor! commented original
4037!  DO i = 1, nl
4038!    DO k = i, nl
4039!      DO n = 1, i - 1
4040!        DO il = 1, ncum
4041!          IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. k<=inb(il)) THEN
4042!            up1(il, k, i) = up1(il, k, i) + ment(il, n, k)
4043!            dn1(il, k, i) = dn1(il, k, i) - ment(il, k, n)
4044!          END IF
4045!        END DO
4046!      END DO
4047!    END DO
4048!  END DO
4049!yor! replaced with
4050  DO i = 1, nl
4051    DO k = i, nl
4052      DO n = 1, i - 1
4053        DO il = 1, ncum
4054          IF (i>=icb(il) .AND. k<=inb(il)) THEN ! yor ! as i always <= k
4055             up1(il, k, i) = up1(il, k, i) + ment(il, n, k)
4056          END IF
4057        END DO
4058      END DO
4059    END DO
4060  END DO
4061  DO i = 1, nl
4062    DO n = 1, i - 1
4063      DO k = i, nl
4064        DO il = 1, ncum
4065          IF (i>=icb(il) .AND. k<=inb(il)) THEN ! yor !  i always <= k
4066             dn1(il, k, i) = dn1(il, k, i) - ment(il, k, n)
4067          END IF
4068        END DO
4069      END DO
4070    END DO
4071  END DO
4072!yor! end replace
4073
4074  DO i = 1, nl
4075    DO k = 1, nl
4076      DO il = 1, ncum
4077        IF (i>=icb(il)) THEN
4078          IF (k>=i .AND. k<=(inb(il))) THEN
4079            upwd(il, i) = upwd(il, i) + m(il, k)
4080          END IF
4081        ELSE
4082          IF (k<i) THEN
4083            upwd(il, i) = upwd(il, i) + cbmf(il)*wghti(il, k)
4084          END IF
4085        END IF
4086! c        print *,'cbmf',il,i,k,cbmf(il),wghti(il,k)
4087      END DO
4088    END DO
4089  END DO
4090
4091  DO i = 2, nl
4092    DO k = i, nl
4093      DO il = 1, ncum
4094! test         if (i.ge.icb(il).and.i.le.inb(il).and.k.le.inb(il)) then
4095        IF (i<=inb(il) .AND. k<=inb(il)) THEN
4096          upwd(il, i) = upwd(il, i) + up1(il, k, i)
4097          dnwd(il, i) = dnwd(il, i) + dn1(il, k, i)
4098        END IF
4099! c         print *,'upwd',il,i,k,inb(il),upwd(il,i),m(il,k),up1(il,k,i)
4100      END DO
4101    END DO
4102  END DO
4103
4104
4105!!!!      DO il=1,ncum
4106!!!!      do i=icb(il),inb(il)
4107!!!!
4108!!!!      upwd(il,i)=0.0
4109!!!!      dnwd(il,i)=0.0
4110!!!!      do k=i,inb(il)
4111!!!!      up1=0.0
4112!!!!      dn1=0.0
4113!!!!      do n=1,i-1
4114!!!!      up1=up1+ment(il,n,k)
4115!!!!      dn1=dn1-ment(il,k,n)
4116!!!!      enddo
4117!!!!      upwd(il,i)=upwd(il,i)+m(il,k)+up1
4118!!!!      dnwd(il,i)=dnwd(il,i)+dn1
4119!!!!      enddo
4120!!!!      enddo
4121!!!!
4122!!!!      ENDDO
4123!-----------------------------------------------------------
4124        ENDIF !(.NOT.ok_optim_yield)                      !|
4125!-----------------------------------------------------------
4126!>jyg
4127
4128! ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
4129! determination de la variation de flux ascendant entre
4130! deux niveau non dilue mip
4131! ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
4132
4133  DO i = 1, nl
4134    DO il = 1, ncum
4135      mip(il, i) = m(il, i)
4136    END DO
4137  END DO
4138
4139!jyg<  (loops stop at nl)
4140!!  DO i = nl + 1, nd
4141!!    DO il = 1, ncum
4142!!      mip(il, i) = 0.
4143!!    END DO
4144!!  END DO
4145!>jyg
4146
4147  DO i = 1, nlp
4148    DO il = 1, ncum
4149      ma(il, i) = 0
4150    END DO
4151  END DO
4152
4153  DO i = 1, nl
4154    DO j = i, nl
4155      DO il = 1, ncum
4156        ma(il, i) = ma(il, i) + m(il, j)
4157      END DO
4158    END DO
4159  END DO
4160
4161!jyg<  (loops stop at nl)
4162!!  DO i = nl + 1, nd
4163!!    DO il = 1, ncum
4164!!      ma(il, i) = 0.
4165!!    END DO
4166!!  END DO
4167!>jyg
4168
4169  DO i = 1, nl
4170    DO il = 1, ncum
4171      IF (i<=(icb(il)-1)) THEN
4172        ma(il, i) = 0
4173      END IF
4174    END DO
4175  END DO
4176
4177! cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
4178! icb represente de niveau ou se trouve la
4179! base du nuage , et inb le top du nuage
4180! ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
4181
4182!!  DO i = 1, nd                                  ! unused . jyg
4183!!    DO il = 1, ncum                             ! unused . jyg
4184!!      mke(il, i) = upwd(il, i) + dnwd(il, i)    ! unused . jyg
4185!!    END DO                                      ! unused . jyg
4186!!  END DO                                        ! unused . jyg
4187
4188!!  DO i = 1, nd                                                                 ! unused . jyg
4189!!    DO il = 1, ncum                                                            ! unused . jyg
4190!!      rdcp = (rrd*(1.-rr(il,i))-rr(il,i)*rrv)/(cpd*(1.-rr(il,i))+rr(il,i)*cpv) ! unused . jyg
4191!!      tls(il, i) = t(il, i)*(1000.0/p(il,i))**rdcp                             ! unused . jyg
4192!!      tps(il, i) = tp(il, i)                                                   ! unused . jyg
4193!!    END DO                                                                     ! unused . jyg
4194!!  END DO                                                                       ! unused . jyg
4195
4196
4197! *** diagnose the in-cloud mixing ratio   ***                       ! cld
4198! ***           of condensed water         ***                       ! cld
4199!! cld                                                               
4200                                                                     
4201  DO i = 1, nl+1                                                     ! cld
4202    DO il = 1, ncum                                                  ! cld
4203      mac(il, i) = 0.0                                               ! cld
4204      wa(il, i) = 0.0                                                ! cld
4205      siga(il, i) = 0.0                                              ! cld
4206      sax(il, i) = 0.0                                               ! cld
4207    END DO                                                           ! cld
4208  END DO                                                             ! cld
4209                                                                     
4210  DO i = minorig, nl                                                 ! cld
4211    DO k = i + 1, nl + 1                                             ! cld
4212      DO il = 1, ncum                                                ! cld
4213        IF (i<=inb(il) .AND. k<=(inb(il)+1) .AND. iflag(il)<=1) THEN ! cld
4214          mac(il, i) = mac(il, i) + m(il, k)                         ! cld
4215        END IF                                                       ! cld
4216      END DO                                                         ! cld
4217    END DO                                                           ! cld
4218  END DO                                                             ! cld
4219
4220  DO i = 1, nl                                                       ! cld
4221    DO j = 1, i                                                      ! cld
4222      DO il = 1, ncum                                                ! cld
4223        IF (i>=icb(il) .AND. i<=(inb(il)-1) &                        ! cld
4224            .AND. j>=icb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN                ! cld
4225          sax(il, i) = sax(il, i) + rrd*(tvp(il,j)-tv(il,j)) &       ! cld
4226            *(ph(il,j)-ph(il,j+1))/p(il, j)                          ! cld
4227        END IF                                                       ! cld
4228      END DO                                                         ! cld
4229    END DO                                                           ! cld
4230  END DO                                                             ! cld
4231
4232  DO i = 1, nl                                                       ! cld
4233    DO il = 1, ncum                                                  ! cld
4234      IF (i>=icb(il) .AND. i<=(inb(il)-1) &                          ! cld
4235          .AND. sax(il,i)>0.0 .AND. iflag(il)<=1) THEN               ! cld
4236        wa(il, i) = sqrt(2.*sax(il,i))                               ! cld
4237      END IF                                                         ! cld
4238    END DO                                                           ! cld
4239  END DO 
4240                                                           ! cld
4241  DO i = 1, nl 
4242
4243! 14/01/15 AJ je remets les parties manquantes cf JYG
4244! Initialize sument to 0
4245
4246    DO il = 1,ncum
4247     sument(il) = 0.
4248    ENDDO
4249
4250! Sum mixed mass fluxes in sument
4251
4252    DO k = 1,nl
4253      DO il = 1,ncum
4254        IF  (k<=inb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN   ! cld
4255          sument(il) =sument(il) + abs(ment(il,k,i))
4256        ENDIF
4257      ENDDO     ! il
4258    ENDDO       ! k
4259
4260! 14/01/15 AJ delta n'a rien à faire là...                                                 
4261    DO il = 1, ncum                                                  ! cld
4262      IF (wa(il,i)>0.0 .AND. iflag(il)<=1) &                         ! cld
4263        siga(il, i) = mac(il, i)/(coefw_cld_cv*wa(il, i)) &          ! cld
4264        *rrd*tvp(il, i)/p(il, i)/100.                                ! cld
4265
4266      siga(il, i) = min(siga(il,i), 1.0)                             ! cld
4267
4268! IM cf. FH
4269! 14/01/15 AJ ne correspond pas à ce qui a été codé par JYG et SB           
4270                                                         
4271      IF (iflag_clw==0) THEN                                         ! cld
4272        qcondc(il, i) = siga(il, i)*clw(il, i)*(1.-ep(il,i)) &       ! cld
4273          +(1.-siga(il,i))*qcond(il, i)                              ! cld
4274
4275
4276        sigment(il,i)=sument(il)*tau_cld_cv/(ph(il,i)-ph(il,i+1))    ! cld
4277        sigment(il, i) = min(1.e-4+sigment(il,i), 1.0 - siga(il,i))  ! cld
4278        qtc(il, i) = (siga(il,i)*qnk(il)+sigment(il,i)*qtment(il,i)) & ! cld
4279                     /(siga(il,i)+sigment(il,i))                     ! cld
4280        sigt(il,i) = sigment(il, i) + siga(il, i)
4281
4282!        qtc(il, i) = siga(il,i)*qnk(il)+(1.-siga(il,i))*qtment(il,i) ! cld
4283!     print*,'BIGAUSSIAN CONV',siga(il,i),sigment(il,i),qtc(il,i) 
4284               
4285      ELSE IF (iflag_clw==1) THEN                                    ! cld
4286        qcondc(il, i) = qcond(il, i)                                 ! cld
4287        qtc(il,i) = qtment(il,i)                                     ! cld
4288      END IF                                                         ! cld
4289
4290    END DO                                                           ! cld
4291  END DO
4292! print*,'cv3_yield fin'
4293
4294  RETURN
4295END SUBROUTINE cv3_yield
4296
4297!AC! et !RomP >>>
4298SUBROUTINE cv3_tracer(nloc, len, ncum, nd, na, &
4299                      ment, sigij, da, phi, phi2, d1a, dam, &
4300                      ep, Vprecip, elij, clw, epmlmMm, eplaMm, &
4301                      icb, inb)
4302  IMPLICIT NONE
4303
4304  include "cv3param.h"
4305
4306!inputs:
4307  INTEGER ncum, nd, na, nloc, len
4308  REAL ment(nloc, na, na), sigij(nloc, na, na)
4309  REAL clw(nloc, nd), elij(nloc, na, na)
4310  REAL ep(nloc, na)
4311  INTEGER icb(nloc), inb(nloc)
4312  REAL Vprecip(nloc, nd+1)
4313!ouputs:
4314  REAL da(nloc, na), phi(nloc, na, na)
4315  REAL phi2(nloc, na, na)
4316  REAL d1a(nloc, na), dam(nloc, na)
4317  REAL epmlmMm(nloc, na, na), eplaMm(nloc, na)
4318! variables pour tracer dans precip de l'AA et des mel
4319!local variables:
4320  INTEGER i, j, k
4321  REAL epm(nloc, na, na)
4322
4323! variables d'Emanuel : du second indice au troisieme
4324! --->    tab(i,k,j) -> de l origine k a l arrivee j
4325! ment, sigij, elij
4326! variables personnelles : du troisieme au second indice
4327! --->    tab(i,j,k) -> de k a j
4328! phi, phi2
4329
4330! initialisations
4331
4332  da(:, :) = 0.
4333  d1a(:, :) = 0.
4334  dam(:, :) = 0.
4335  epm(:, :, :) = 0.
4336  eplaMm(:, :) = 0.
4337  epmlmMm(:, :, :) = 0.
4338  phi(:, :, :) = 0.
4339  phi2(:, :, :) = 0.
4340
4341! fraction deau condensee dans les melanges convertie en precip : epm
4342! et eau condensée précipitée dans masse d'air saturé : l_m*dM_m/dzdz.dzdz
4343  DO j = 1, nl
4344    DO k = 1, nl
4345      DO i = 1, ncum
4346        IF (k>=icb(i) .AND. k<=inb(i) .AND. &
4347!!jyg              j.ge.k.and.j.le.inb(i)) then
4348!!jyg             epm(i,j,k)=1.-(1.-ep(i,j))*clw(i,j)/elij(i,k,j)
4349            j>k .AND. j<=inb(i)) THEN
4350          epm(i, j, k) = 1. - (1.-ep(i,j))*clw(i, j)/max(elij(i,k,j), 1.E-16)
4351!!
4352          epm(i, j, k) = max(epm(i,j,k), 0.0)
4353        END IF
4354      END DO
4355    END DO
4356  END DO
4357
4358
4359  DO j = 1, nl
4360    DO k = 1, nl
4361      DO i = 1, ncum
4362        IF (k>=icb(i) .AND. k<=inb(i)) THEN
4363          eplaMm(i, j) = eplamm(i, j) + &
4364                         ep(i, j)*clw(i, j)*ment(i, j, k)*(1.-sigij(i,j,k))
4365        END IF
4366      END DO
4367    END DO
4368  END DO
4369
4370  DO j = 1, nl
4371    DO k = 1, j - 1
4372      DO i = 1, ncum
4373        IF (k>=icb(i) .AND. k<=inb(i) .AND. j<=inb(i)) THEN
4374          epmlmMm(i, j, k) = epm(i, j, k)*elij(i, k, j)*ment(i, k, j)
4375        END IF
4376      END DO
4377    END DO
4378  END DO
4379
4380! matrices pour calculer la tendance des concentrations dans cvltr.F90
4381  DO j = 1, nl
4382    DO k = 1, nl
4383      DO i = 1, ncum
4384        da(i, j) = da(i, j) + (1.-sigij(i,k,j))*ment(i, k, j)
4385        phi(i, j, k) = sigij(i, k, j)*ment(i, k, j)
4386        d1a(i, j) = d1a(i, j) + ment(i, k, j)*ep(i, k)*(1.-sigij(i,k,j))
4387        IF (k<=j) THEN
4388          dam(i, j) = dam(i, j) + ment(i, k, j)*epm(i, k, j)*(1.-ep(i,k))*(1.-sigij(i,k,j))
4389          phi2(i, j, k) = phi(i, j, k)*epm(i, j, k)
4390        END IF
4391      END DO
4392    END DO
4393  END DO
4394
4395  RETURN
4396END SUBROUTINE cv3_tracer
4397!AC! et !RomP <<<
4398
4399SUBROUTINE cv3_uncompress(nloc, len, ncum, nd, ntra, idcum, &
4400                          iflag, &
4401                          precip, sig, w0, &
4402                          ft, fq, fu, fv, ftra, &
4403                          Ma, upwd, dnwd, dnwd0, qcondc, wd, cape, &
4404                          epmax_diag, & ! epmax_cape
4405                          iflag1, &
4406                          precip1, sig1, w01, &
4407                          ft1, fq1, fu1, fv1, ftra1, &
4408                          Ma1, upwd1, dnwd1, dnwd01, qcondc1, wd1, cape1, &
4409                          epmax_diag1) ! epmax_cape
4410  IMPLICIT NONE
4411
4412  include "cv3param.h"
4413
4414!inputs:
4415  INTEGER len, ncum, nd, ntra, nloc
4416  INTEGER idcum(nloc)
4417  INTEGER iflag(nloc)
4418  REAL precip(nloc)
4419  REAL sig(nloc, nd), w0(nloc, nd)
4420  REAL ft(nloc, nd), fq(nloc, nd), fu(nloc, nd), fv(nloc, nd)
4421  REAL ftra(nloc, nd, ntra)
4422  REAL ma(nloc, nd)
4423  REAL upwd(nloc, nd), dnwd(nloc, nd), dnwd0(nloc, nd)
4424  REAL qcondc(nloc, nd)
4425  REAL wd(nloc), cape(nloc)
4426  REAL epmax_diag(nloc)
4427
4428!outputs:
4429  INTEGER iflag1(len)
4430  REAL precip1(len)
4431  REAL sig1(len, nd), w01(len, nd)
4432  REAL ft1(len, nd), fq1(len, nd), fu1(len, nd), fv1(len, nd)
4433  REAL ftra1(len, nd, ntra)
4434  REAL ma1(len, nd)
4435  REAL upwd1(len, nd), dnwd1(len, nd), dnwd01(len, nd)
4436  REAL qcondc1(nloc, nd)
4437  REAL wd1(nloc), cape1(nloc)
4438  REAL epmax_diag1(len) ! epmax_cape
4439
4440!local variables:
4441  INTEGER i, k, j
4442
4443  DO i = 1, ncum
4444    precip1(idcum(i)) = precip(i)
4445    iflag1(idcum(i)) = iflag(i)
4446    wd1(idcum(i)) = wd(i)
4447    cape1(idcum(i)) = cape(i)
4448    epmax_diag1(idcum(i))=epmax_diag(i) ! epmax_cape
4449  END DO
4450
4451  DO k = 1, nl
4452    DO i = 1, ncum
4453      sig1(idcum(i), k) = sig(i, k)
4454      w01(idcum(i), k) = w0(i, k)
4455      ft1(idcum(i), k) = ft(i, k)
4456      fq1(idcum(i), k) = fq(i, k)
4457      fu1(idcum(i), k) = fu(i, k)
4458      fv1(idcum(i), k) = fv(i, k)
4459      ma1(idcum(i), k) = ma(i, k)
4460      upwd1(idcum(i), k) = upwd(i, k)
4461      dnwd1(idcum(i), k) = dnwd(i, k)
4462      dnwd01(idcum(i), k) = dnwd0(i, k)
4463      qcondc1(idcum(i), k) = qcondc(i, k)
4464    END DO
4465  END DO
4466
4467  DO i = 1, ncum
4468    sig1(idcum(i), nd) = sig(i, nd)
4469  END DO
4470
4471
4472!AC!        do 2100 j=1,ntra
4473!AC!c oct3         do 2110 k=1,nl
4474!AC!         do 2110 k=1,nd ! oct3
4475!AC!          do 2120 i=1,ncum
4476!AC!            ftra1(idcum(i),k,j)=ftra(i,k,j)
4477!AC! 2120     continue
4478!AC! 2110    continue
4479!AC! 2100   continue
4480!
4481  RETURN
4482END SUBROUTINE cv3_uncompress
4483
4484
4485        subroutine cv3_epmax_fn_cape(nloc,ncum,nd &
4486                 , ep,hp,icb,inb,clw,nk,t,h,hnk,lv,lf,frac &
4487                 , pbase, p, ph, tv, buoy, sig, w0,iflag &
4488                 , epmax_diag)
4489        implicit none
4490
4491        ! On fait varier epmax en fn de la cape
4492        ! Il faut donc recalculer ep, et hp qui a déjà été calculé et
4493        ! qui en dépend
4494        ! Toutes les autres variables fn de ep sont calculées plus bas.
4495
4496  include "cvthermo.h"
4497  include "cv3param.h" 
4498  include "conema3.h"
4499  include "cvflag.h"
4500
4501! inputs:
4502      INTEGER, INTENT (IN)                               :: ncum, nd, nloc
4503      INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)             :: icb, inb, nk
4504      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: hnk,pbase
4505      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: t, lv, lf, tv, h
4506      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: clw, buoy,frac
4507      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: sig,w0
4508      INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)             :: iflag(nloc)
4509      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: p
4510      REAL, DIMENSION (nloc, nd+1), INTENT (IN)          :: ph
4511! inouts:
4512      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (INOUT)         :: ep,hp 
4513! outputs
4514      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (OUT)           :: epmax_diag
4515
4516! local
4517      integer i,k   
4518!      real hp_bak(nloc,nd)
4519!      real ep_bak(nloc,nd)
4520      real m_loc(nloc,nd)
4521      real sig_loc(nloc,nd)
4522      real w0_loc(nloc,nd)
4523      integer iflag_loc(nloc)
4524      real cape(nloc)
4525       
4526        if (coef_epmax_cape.gt.1e-12) then
4527
4528        ! il faut calculer la cape: on fait un calcule simple car tant qu'on ne
4529        ! connait pas ep, on ne connait pas les mélanges, ddfts etc... qui sont
4530        ! necessaires au calcul de la cape dans la nouvelle physique
4531       
4532!        write(*,*) 'cv3_routines check 4303'
4533        do i=1,ncum
4534        do k=1,nd
4535          sig_loc(i,k)=sig(i,k)
4536          w0_loc(i,k)=w0(i,k)
4537          iflag_loc(i)=iflag(i)
4538!          ep_bak(i,k)=ep(i,k)
4539        enddo ! do k=1,nd
4540        enddo !do i=1,ncum
4541
4542!        write(*,*) 'cv3_routines check 4311'
4543!        write(*,*) 'nl=',nl
4544        CALL cv3_closure(nloc, ncum, nd, icb, inb, & ! na->nd
4545          pbase, p, ph, tv, buoy, &
4546          sig_loc, w0_loc, cape, m_loc,iflag_loc)
4547
4548!        write(*,*) 'cv3_routines check 4316'
4549!        write(*,*) 'ep(1,:)=',ep(1,:)
4550        do i=1,ncum
4551           epmax_diag(i)=epmax-coef_epmax_cape*sqrt(cape(i))
4552           epmax_diag(i)=amax1(epmax_diag(i),0.0)
4553!           write(*,*) 'i,icb,inb,cape,epmax_diag=', &
4554!                i,icb(i),inb(i),cape(i),epmax_diag(i)
4555           do k=1,nl
4556                ep(i,k)=ep(i,k)/epmax*epmax_diag(i)
4557                ep(i,k)=amax1(ep(i,k),0.0)
4558                ep(i,k)=amin1(ep(i,k),epmax_diag(i))
4559           enddo
4560        enddo
4561 !       write(*,*) 'ep(1,:)=',ep(1,:)
4562
4563      !write(*,*) 'cv3_routines check 4326'
4564! On recalcule hp:
4565!      do k=1,nl
4566!        do i=1,ncum
4567!         hp_bak(i,k)=hp(i,k)
4568!       enddo
4569!      enddo
4570      do k=1,nl
4571        do i=1,ncum
4572          hp(i,k)=h(i,k)
4573        enddo
4574      enddo
4575
4576  IF (cvflag_ice) THEN
4577
4578      do k=minorig+1,nl
4579       do i=1,ncum
4580        if((k.ge.icb(i)).and.(k.le.inb(i)))then
4581          hp(i, k) = hnk(i) + (lv(i,k)+(cpd-cpv)*t(i,k)+frac(i,k)*lf(i,k))* &
4582                              ep(i, k)*clw(i, k)
4583        endif
4584       enddo
4585      enddo !do k=minorig+1,n
4586  ELSE !IF (cvflag_ice) THEN
4587
4588      DO k = minorig + 1, nl
4589       DO i = 1, ncum
4590        IF ((k>=icb(i)) .AND. (k<=inb(i))) THEN
4591          hp(i,k)=hnk(i)+(lv(i,k)+(cpd-cpv)*t(i,k))*ep(i,k)*clw(i,k)
4592        endif
4593       enddo
4594      enddo !do k=minorig+1,n
4595
4596  ENDIF !IF (cvflag_ice) THEN     
4597      !write(*,*) 'cv3_routines check 4345'
4598!      do i=1,ncum 
4599!       do k=1,nl
4600!        if ((abs(hp_bak(i,k)-hp(i,k))/hp_bak(i,k).gt.1e-1).or. &
4601!            ((abs(hp_bak(i,k)-hp(i,k))/hp_bak(i,k).gt.1e-4).and. &
4602!            (ep(i,k)-ep_bak(i,k).lt.1e-4))) then
4603!           write(*,*) 'i,k=',i,k
4604!           write(*,*) 'coef_epmax_cape=',coef_epmax_cape
4605!           write(*,*) 'epmax_diag(i)=',epmax_diag(i)
4606!           write(*,*) 'ep(i,k)=',ep(i,k)
4607!           write(*,*) 'ep_bak(i,k)=',ep_bak(i,k)
4608!           write(*,*) 'hp(i,k)=',hp(i,k)
4609!           write(*,*) 'hp_bak(i,k)=',hp_bak(i,k)
4610!           write(*,*) 'h(i,k)=',h(i,k)
4611!           write(*,*) 'nk(i)=',nk(i)
4612!           write(*,*) 'h(i,nk(i))=',h(i,nk(i))
4613!           write(*,*) 'lv(i,k)=',lv(i,k)
4614!           write(*,*) 't(i,k)=',t(i,k)
4615!           write(*,*) 'clw(i,k)=',clw(i,k)
4616!           write(*,*) 'cpd,cpv=',cpd,cpv
4617!           stop
4618!        endif
4619!       enddo !do k=1,nl
4620!      enddo !do i=1,ncum 
4621      endif !if (coef_epmax_cape.gt.1e-12) then
4622      !write(*,*) 'cv3_routines check 4367'
4623
4624      return
4625      end subroutine cv3_epmax_fn_cape
4626
4627
4628
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.