1 | |
---|
2 | ! $Header$ |
---|
3 | |
---|
4 | SUBROUTINE vdif_kcay(ngrid, dt, g, rconst, plev, temp, zlev, zlay, u, v, & |
---|
5 | teta, cd, q2, q2diag, km, kn, ustar, l_mix) |
---|
6 | USE dimphy |
---|
7 | IMPLICIT NONE |
---|
8 | ! ....................................................................... |
---|
9 | ! ym#include "dimensions.h" |
---|
10 | ! ym#include "dimphy.h" |
---|
11 | ! ....................................................................... |
---|
12 | |
---|
13 | ! dt : pas de temps |
---|
14 | ! g : g |
---|
15 | ! zlev : altitude a chaque niveau (interface inferieure de la couche |
---|
16 | ! de meme indice) |
---|
17 | ! zlay : altitude au centre de chaque couche |
---|
18 | ! u,v : vitesse au centre de chaque couche |
---|
19 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
20 | ! teta : temperature potentielle au centre de chaque couche |
---|
21 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
22 | ! cd : cdrag |
---|
23 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
24 | ! q2 : $q^2$ au bas de chaque couche |
---|
25 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
26 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
---|
27 | ! km : diffusivite turbulente de quantite de mouvement (au bas de chaque |
---|
28 | ! couche) |
---|
29 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
---|
30 | ! kn : diffusivite turbulente des scalaires (au bas de chaque couche) |
---|
31 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
---|
32 | |
---|
33 | ! ....................................................................... |
---|
34 | REAL dt, g, rconst |
---|
35 | REAL plev(klon, klev+1), temp(klon, klev) |
---|
36 | REAL ustar(klon), snstable |
---|
37 | REAL zlev(klon, klev+1) |
---|
38 | REAL zlay(klon, klev) |
---|
39 | REAL u(klon, klev) |
---|
40 | REAL v(klon, klev) |
---|
41 | REAL teta(klon, klev) |
---|
42 | REAL cd(klon) |
---|
43 | REAL q2(klon, klev+1), q2s(klon, klev+1) |
---|
44 | REAL q2diag(klon, klev+1) |
---|
45 | REAL km(klon, klev+1) |
---|
46 | REAL kn(klon, klev+1) |
---|
47 | REAL sq(klon), sqz(klon), zz(klon, klev+1), zq, long0(klon) |
---|
48 | |
---|
49 | INTEGER l_mix, iii |
---|
50 | ! ....................................................................... |
---|
51 | |
---|
52 | ! nlay : nombre de couches |
---|
53 | ! nlev : nombre de niveaux |
---|
54 | ! ngrid : nombre de points de grille |
---|
55 | ! unsdz : 1 sur l'epaisseur de couche |
---|
56 | ! unsdzdec : 1 sur la distance entre le centre de la couche et le |
---|
57 | ! centre de la couche inferieure |
---|
58 | ! q : echelle de vitesse au bas de chaque couche |
---|
59 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
60 | |
---|
61 | ! ....................................................................... |
---|
62 | INTEGER nlay, nlev, ngrid |
---|
63 | REAL unsdz(klon, klev) |
---|
64 | REAL unsdzdec(klon, klev+1) |
---|
65 | REAL q(klon, klev+1) |
---|
66 | |
---|
67 | ! ....................................................................... |
---|
68 | |
---|
69 | ! kmpre : km au debut du pas de temps |
---|
70 | ! qcstat : q : solution stationnaire du probleme couple |
---|
71 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
72 | ! q2cstat : q2 : solution stationnaire du probleme couple |
---|
73 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
74 | |
---|
75 | ! ....................................................................... |
---|
76 | REAL kmpre(klon, klev+1) |
---|
77 | REAL qcstat |
---|
78 | REAL q2cstat |
---|
79 | REAL sss, sssq |
---|
80 | ! ....................................................................... |
---|
81 | |
---|
82 | ! long : longueur de melange calculee selon Blackadar |
---|
83 | |
---|
84 | ! ....................................................................... |
---|
85 | REAL long(klon, klev+1) |
---|
86 | ! ....................................................................... |
---|
87 | |
---|
88 | ! kmq3 : terme en q^3 dans le developpement de km |
---|
89 | ! (valeur au debut du pas de temps) |
---|
90 | ! kmcstat : valeur de km solution stationnaire du systeme {q2 ; du/dz} |
---|
91 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
92 | ! knq3 : terme en q^3 dans le developpement de kn |
---|
93 | ! mcstat : valeur de m solution stationnaire du systeme {q2 ; du/dz} |
---|
94 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
95 | ! m2cstat : valeur de m2 solution stationnaire du systeme {q2 ; du/dz} |
---|
96 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
97 | ! m : valeur a la fin du pas de temps |
---|
98 | ! mpre : valeur au debut du pas de temps |
---|
99 | ! m2 : valeur a la fin du pas de temps |
---|
100 | ! n2 : valeur a la fin du pas de temps |
---|
101 | |
---|
102 | ! ....................................................................... |
---|
103 | REAL kmq3 |
---|
104 | REAL kmcstat |
---|
105 | REAL knq3 |
---|
106 | REAL mcstat |
---|
107 | REAL m2cstat |
---|
108 | REAL m(klon, klev+1) |
---|
109 | REAL mpre(klon, klev+1) |
---|
110 | REAL m2(klon, klev+1) |
---|
111 | REAL n2(klon, klev+1) |
---|
112 | ! ....................................................................... |
---|
113 | |
---|
114 | ! gn : intermediaire pour les coefficients de stabilite |
---|
115 | ! gnmin : borne inferieure de gn (-0.23 ou -0.28) |
---|
116 | ! gnmax : borne superieure de gn (0.0233) |
---|
117 | ! gninf : vrai si gn est en dessous de sa borne inferieure |
---|
118 | ! gnsup : vrai si gn est en dessus de sa borne superieure |
---|
119 | ! gm : drole d'objet bien utile |
---|
120 | ! ri : nombre de Richardson |
---|
121 | ! sn : coefficient de stabilite pour n |
---|
122 | ! snq2 : premier terme du developement limite de sn en q2 |
---|
123 | ! sm : coefficient de stabilite pour m |
---|
124 | ! smq2 : premier terme du developement limite de sm en q2 |
---|
125 | |
---|
126 | ! ....................................................................... |
---|
127 | REAL gn |
---|
128 | REAL gnmin |
---|
129 | REAL gnmax |
---|
130 | LOGICAL gninf |
---|
131 | LOGICAL gnsup |
---|
132 | REAL gm |
---|
133 | ! REAL ri(klon,klev+1) |
---|
134 | REAL sn(klon, klev+1) |
---|
135 | REAL snq2(klon, klev+1) |
---|
136 | REAL sm(klon, klev+1) |
---|
137 | REAL smq2(klon, klev+1) |
---|
138 | ! ....................................................................... |
---|
139 | |
---|
140 | ! kappa : consatnte de Von Karman (0.4) |
---|
141 | ! long00 : longueur de reference pour le calcul de long (160) |
---|
142 | ! a1,a2,b1,b2,c1 : constantes d'origine pour les coefficients |
---|
143 | ! de stabilite (0.92/0.74/16.6/10.1/0.08) |
---|
144 | ! cn1,cn2 : constantes pour sn |
---|
145 | ! cm1,cm2,cm3,cm4 : constantes pour sm |
---|
146 | |
---|
147 | ! ....................................................................... |
---|
148 | REAL kappa |
---|
149 | REAL long00 |
---|
150 | REAL a1, a2, b1, b2, c1 |
---|
151 | REAL cn1, cn2 |
---|
152 | REAL cm1, cm2, cm3, cm4 |
---|
153 | ! ....................................................................... |
---|
154 | |
---|
155 | ! termq : termes en $q$ dans l'equation de q2 |
---|
156 | ! termq3 : termes en $q^3$ dans l'equation de q2 |
---|
157 | ! termqm2 : termes en $q*m^2$ dans l'equation de q2 |
---|
158 | ! termq3m2 : termes en $q^3*m^2$ dans l'equation de q2 |
---|
159 | |
---|
160 | ! ....................................................................... |
---|
161 | REAL termq |
---|
162 | REAL termq3 |
---|
163 | REAL termqm2 |
---|
164 | REAL termq3m2 |
---|
165 | ! ....................................................................... |
---|
166 | |
---|
167 | ! q2min : borne inferieure de q2 |
---|
168 | ! q2max : borne superieure de q2 |
---|
169 | |
---|
170 | ! ....................................................................... |
---|
171 | REAL q2min |
---|
172 | REAL q2max |
---|
173 | ! ....................................................................... |
---|
174 | ! knmin : borne inferieure de kn |
---|
175 | ! kmmin : borne inferieure de km |
---|
176 | ! ....................................................................... |
---|
177 | REAL knmin |
---|
178 | REAL kmmin |
---|
179 | ! ....................................................................... |
---|
180 | INTEGER ilay, ilev, igrid |
---|
181 | REAL tmp1, tmp2 |
---|
182 | ! ....................................................................... |
---|
183 | PARAMETER (kappa=0.4E+0) |
---|
184 | PARAMETER (long00=160.E+0) |
---|
185 | ! PARAMETER (gnmin=-10.E+0) |
---|
186 | PARAMETER (gnmin=-0.28) |
---|
187 | PARAMETER (gnmax=0.0233E+0) |
---|
188 | PARAMETER (a1=0.92E+0) |
---|
189 | PARAMETER (a2=0.74E+0) |
---|
190 | PARAMETER (b1=16.6E+0) |
---|
191 | PARAMETER (b2=10.1E+0) |
---|
192 | PARAMETER (c1=0.08E+0) |
---|
193 | PARAMETER (knmin=1.E-5) |
---|
194 | PARAMETER (kmmin=1.E-5) |
---|
195 | PARAMETER (q2min=1.E-5) |
---|
196 | PARAMETER (q2max=1.E+2) |
---|
197 | ! ym PARAMETER (nlay=klev) |
---|
198 | ! ym PARAMETER (nlev=klev+1) |
---|
199 | |
---|
200 | PARAMETER (cn1=a2*(1.E+0-6.E+0*a1/b1)) |
---|
201 | PARAMETER (cn2=-3.E+0*a2*(6.E+0*a1+b2)) |
---|
202 | PARAMETER (cm1=a1*(1.E+0-3.E+0*c1-6.E+0*a1/b1)) |
---|
203 | PARAMETER (cm2=a1*(-3.E+0*a2*((b2-3.E+0*a2)*(1.E+0-6.E+0*a1/b1)- & |
---|
204 | 3.E+0*c1*(b2+6.E+0*a1)))) |
---|
205 | PARAMETER (cm3=-3.E+0*a2*(6.E+0*a1+b2)) |
---|
206 | PARAMETER (cm4=-9.E+0*a1*a2) |
---|
207 | |
---|
208 | LOGICAL first |
---|
209 | SAVE first |
---|
210 | DATA first/.TRUE./ |
---|
211 | !$OMP THREADPRIVATE(first) |
---|
212 | ! ....................................................................... |
---|
213 | ! traitment des valeur de q2 en entree |
---|
214 | ! ....................................................................... |
---|
215 | |
---|
216 | ! Initialisation de q2 |
---|
217 | nlay = klev |
---|
218 | nlev = klev + 1 |
---|
219 | |
---|
220 | CALL yamada(ngrid, dt, g, rconst, plev, temp, zlev, zlay, u, v, teta, cd, & |
---|
221 | q2diag, km, kn, ustar, l_mix) |
---|
222 | IF (first .AND. 1==1) THEN |
---|
223 | first = .FALSE. |
---|
224 | q2 = q2diag |
---|
225 | END IF |
---|
226 | |
---|
227 | DO ilev = 1, nlev |
---|
228 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
229 | q2(igrid, ilev) = amax1(q2(igrid,ilev), q2min) |
---|
230 | q(igrid, ilev) = sqrt(q2(igrid,ilev)) |
---|
231 | END DO |
---|
232 | END DO |
---|
233 | |
---|
234 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
235 | tmp1 = cd(igrid)*(u(igrid,1)**2+v(igrid,1)**2) |
---|
236 | q2(igrid, 1) = b1**(2.E+0/3.E+0)*tmp1 |
---|
237 | q2(igrid, 1) = amax1(q2(igrid,1), q2min) |
---|
238 | q(igrid, 1) = sqrt(q2(igrid,1)) |
---|
239 | END DO |
---|
240 | |
---|
241 | ! ....................................................................... |
---|
242 | ! les increments verticaux |
---|
243 | ! ....................................................................... |
---|
244 | |
---|
245 | ! !!!!! allerte !!!!!c |
---|
246 | ! !!!!! zlev n'est pas declare a nlev !!!!!c |
---|
247 | ! !!!!! ----> |
---|
248 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
249 | zlev(igrid, nlev) = zlay(igrid, nlay) + (zlay(igrid,nlay)-zlev(igrid,nlev & |
---|
250 | -1)) |
---|
251 | END DO |
---|
252 | ! !!!!! <---- |
---|
253 | ! !!!!! allerte !!!!!c |
---|
254 | |
---|
255 | DO ilay = 1, nlay |
---|
256 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
257 | unsdz(igrid, ilay) = 1.E+0/(zlev(igrid,ilay+1)-zlev(igrid,ilay)) |
---|
258 | END DO |
---|
259 | END DO |
---|
260 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
261 | unsdzdec(igrid, 1) = 1.E+0/(zlay(igrid,1)-zlev(igrid,1)) |
---|
262 | END DO |
---|
263 | DO ilay = 2, nlay |
---|
264 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
265 | unsdzdec(igrid, ilay) = 1.E+0/(zlay(igrid,ilay)-zlay(igrid,ilay-1)) |
---|
266 | END DO |
---|
267 | END DO |
---|
268 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
269 | unsdzdec(igrid, nlay+1) = 1.E+0/(zlev(igrid,nlay+1)-zlay(igrid,nlay)) |
---|
270 | END DO |
---|
271 | |
---|
272 | ! ....................................................................... |
---|
273 | ! le cisaillement et le gradient de temperature |
---|
274 | ! ....................................................................... |
---|
275 | |
---|
276 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
277 | m2(igrid, 1) = (unsdzdec(igrid,1)*u(igrid,1))**2 + & |
---|
278 | (unsdzdec(igrid,1)*v(igrid,1))**2 |
---|
279 | m(igrid, 1) = sqrt(m2(igrid,1)) |
---|
280 | mpre(igrid, 1) = m(igrid, 1) |
---|
281 | END DO |
---|
282 | |
---|
283 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
284 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
285 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
286 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
287 | |
---|
288 | n2(igrid, ilev) = g*unsdzdec(igrid, ilev)*(teta(igrid,ilev)-teta(igrid, & |
---|
289 | ilev-1))/(teta(igrid,ilev)+teta(igrid,ilev-1))*2.E+0 |
---|
290 | ! n2(igrid,ilev)=0. |
---|
291 | |
---|
292 | ! ---> |
---|
293 | ! on ne sais traiter que les cas stratifies. et l'ajustement |
---|
294 | ! convectif est cense faire en sorte que seul des configurations |
---|
295 | ! stratifiees soient rencontrees en entree de cette routine. |
---|
296 | ! mais, bon ... on sait jamais (meme on sait que n2 prends |
---|
297 | ! quelques valeurs negatives ... parfois) alors : |
---|
298 | ! <--- |
---|
299 | |
---|
300 | IF (n2(igrid,ilev)<0.E+0) THEN |
---|
301 | n2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
302 | END IF |
---|
303 | |
---|
304 | m2(igrid, ilev) = (unsdzdec(igrid,ilev)*(u(igrid,ilev)-u(igrid, & |
---|
305 | ilev-1)))**2 + (unsdzdec(igrid,ilev)*(v(igrid,ilev)-v(igrid, & |
---|
306 | ilev-1)))**2 |
---|
307 | m(igrid, ilev) = sqrt(m2(igrid,ilev)) |
---|
308 | mpre(igrid, ilev) = m(igrid, ilev) |
---|
309 | |
---|
310 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
311 | END DO |
---|
312 | END DO |
---|
313 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
314 | |
---|
315 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
316 | m2(igrid, nlev) = m2(igrid, nlev-1) |
---|
317 | m(igrid, nlev) = m(igrid, nlev-1) |
---|
318 | mpre(igrid, nlev) = m(igrid, nlev) |
---|
319 | END DO |
---|
320 | |
---|
321 | ! ....................................................................... |
---|
322 | ! calcul des fonctions de stabilite |
---|
323 | ! ....................................................................... |
---|
324 | |
---|
325 | IF (l_mix==4) THEN |
---|
326 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
327 | sqz(igrid) = 1.E-10 |
---|
328 | sq(igrid) = 1.E-10 |
---|
329 | END DO |
---|
330 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
331 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
332 | zq = sqrt(q2(igrid,ilev)) |
---|
333 | sqz(igrid) = sqz(igrid) + zq*zlev(igrid, ilev)*(zlay(igrid,ilev)-zlay & |
---|
334 | (igrid,ilev-1)) |
---|
335 | sq(igrid) = sq(igrid) + zq*(zlay(igrid,ilev)-zlay(igrid,ilev-1)) |
---|
336 | END DO |
---|
337 | END DO |
---|
338 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
339 | long0(igrid) = 0.2*sqz(igrid)/sq(igrid) |
---|
340 | END DO |
---|
341 | ELSE IF (l_mix==3) THEN |
---|
342 | long0(igrid) = long00 |
---|
343 | END IF |
---|
344 | |
---|
345 | ! (abd 5 2) print*,'LONG0=',long0 |
---|
346 | |
---|
347 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
348 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
349 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
350 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
351 | |
---|
352 | tmp1 = kappa*(zlev(igrid,ilev)-zlev(igrid,1)) |
---|
353 | IF (l_mix>=10) THEN |
---|
354 | long(igrid, ilev) = l_mix |
---|
355 | ELSE |
---|
356 | long(igrid, ilev) = tmp1/(1.E+0+tmp1/long0(igrid)) |
---|
357 | END IF |
---|
358 | long(igrid, ilev) = max(min(long(igrid,ilev),0.5*sqrt(q2(igrid,ilev))/ & |
---|
359 | sqrt(max(n2(igrid,ilev),1.E-10))), 5.) |
---|
360 | |
---|
361 | gn = -long(igrid, ilev)**2/q2(igrid, ilev)*n2(igrid, ilev) |
---|
362 | gm = long(igrid, ilev)**2/q2(igrid, ilev)*m2(igrid, ilev) |
---|
363 | |
---|
364 | gninf = .FALSE. |
---|
365 | gnsup = .FALSE. |
---|
366 | long(igrid, ilev) = long(igrid, ilev) |
---|
367 | long(igrid, ilev) = long(igrid, ilev) |
---|
368 | |
---|
369 | IF (gn<gnmin) THEN |
---|
370 | gninf = .TRUE. |
---|
371 | gn = gnmin |
---|
372 | END IF |
---|
373 | |
---|
374 | IF (gn>gnmax) THEN |
---|
375 | gnsup = .TRUE. |
---|
376 | gn = gnmax |
---|
377 | END IF |
---|
378 | |
---|
379 | sn(igrid, ilev) = cn1/(1.E+0+cn2*gn) |
---|
380 | sm(igrid, ilev) = (cm1+cm2*gn)/((1.E+0+cm3*gn)*(1.E+0+cm4*gn)) |
---|
381 | |
---|
382 | IF ((gninf) .OR. (gnsup)) THEN |
---|
383 | snq2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
384 | smq2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
385 | ELSE |
---|
386 | snq2(igrid, ilev) = -gn*(-cn1*cn2/(1.E+0+cn2*gn)**2) |
---|
387 | smq2(igrid, ilev) = -gn*(cm2*(1.E+0+cm3*gn)*(1.E+0+cm4*gn)-(cm3*( & |
---|
388 | 1.E+0+cm4*gn)+cm4*(1.E+0+cm3*gn))*(cm1+cm2*gn))/((1.E+0+cm3*gn)*( & |
---|
389 | 1.E+0+cm4*gn))**2 |
---|
390 | END IF |
---|
391 | |
---|
392 | ! abd |
---|
393 | ! if(ilev.le.57.and.ilev.ge.37) then |
---|
394 | ! print*,'L=',ilev,' GN=',gn,' SM=',sm(igrid,ilev) |
---|
395 | ! endif |
---|
396 | ! ---> |
---|
397 | ! la decomposition de Taylor en q2 n'a de sens que |
---|
398 | ! dans les cas stratifies ou sn et sm sont quasi |
---|
399 | ! proportionnels a q2. ailleurs on laisse le meme |
---|
400 | ! algorithme car l'ajustement convectif fait le travail. |
---|
401 | ! mais c'est delirant quand sn et snq2 n'ont pas le meme |
---|
402 | ! signe : dans ces cas, on ne fait pas la decomposition. |
---|
403 | ! <--- |
---|
404 | |
---|
405 | IF (snq2(igrid,ilev)*sn(igrid,ilev)<=0.E+0) snq2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
406 | IF (smq2(igrid,ilev)*sm(igrid,ilev)<=0.E+0) smq2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
407 | |
---|
408 | ! Correction pour les couches stables. |
---|
409 | ! Schema repris de JHoltzlag Boville, lui meme venant de... |
---|
410 | |
---|
411 | IF (1==1) THEN |
---|
412 | snstable = 1. - zlev(igrid, ilev)/(700.*max(ustar(igrid),0.0001)) |
---|
413 | snstable = 1. - zlev(igrid, ilev)/400. |
---|
414 | snstable = max(snstable, 0.) |
---|
415 | snstable = snstable*snstable |
---|
416 | |
---|
417 | ! abde print*,'SN ',ilev,sn(1,ilev),snstable |
---|
418 | IF (sn(igrid,ilev)<snstable) THEN |
---|
419 | sn(igrid, ilev) = snstable |
---|
420 | snq2(igrid, ilev) = 0. |
---|
421 | END IF |
---|
422 | |
---|
423 | IF (sm(igrid,ilev)<snstable) THEN |
---|
424 | sm(igrid, ilev) = snstable |
---|
425 | smq2(igrid, ilev) = 0. |
---|
426 | END IF |
---|
427 | |
---|
428 | END IF |
---|
429 | |
---|
430 | ! sn : coefficient de stabilite pour n |
---|
431 | ! snq2 : premier terme du developement limite de sn en q2 |
---|
432 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
433 | END DO |
---|
434 | END DO |
---|
435 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
436 | |
---|
437 | ! ....................................................................... |
---|
438 | ! calcul de km et kn au debut du pas de temps |
---|
439 | ! ....................................................................... |
---|
440 | |
---|
441 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
442 | kn(igrid, 1) = knmin |
---|
443 | km(igrid, 1) = kmmin |
---|
444 | kmpre(igrid, 1) = km(igrid, 1) |
---|
445 | END DO |
---|
446 | |
---|
447 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
448 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
449 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
450 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
451 | |
---|
452 | kn(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sn(igrid, ilev) |
---|
453 | km(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sm(igrid, ilev) |
---|
454 | kmpre(igrid, ilev) = km(igrid, ilev) |
---|
455 | |
---|
456 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
457 | END DO |
---|
458 | END DO |
---|
459 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
460 | |
---|
461 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
462 | kn(igrid, nlev) = kn(igrid, nlev-1) |
---|
463 | km(igrid, nlev) = km(igrid, nlev-1) |
---|
464 | kmpre(igrid, nlev) = km(igrid, nlev) |
---|
465 | END DO |
---|
466 | |
---|
467 | ! ....................................................................... |
---|
468 | ! boucle sur les niveaux 2 a nlev-1 |
---|
469 | ! ....................................................................... |
---|
470 | |
---|
471 | ! ----> |
---|
472 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
473 | ! ----> |
---|
474 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
475 | |
---|
476 | ! ....................................................................... |
---|
477 | |
---|
478 | ! calcul des termes sources et puits de l'equation de q2 |
---|
479 | ! ------------------------------------------------------ |
---|
480 | |
---|
481 | knq3 = kn(igrid, ilev)*snq2(igrid, ilev)/sn(igrid, ilev) |
---|
482 | kmq3 = km(igrid, ilev)*smq2(igrid, ilev)/sm(igrid, ilev) |
---|
483 | |
---|
484 | termq = 0.E+0 |
---|
485 | termq3 = 0.E+0 |
---|
486 | termqm2 = 0.E+0 |
---|
487 | termq3m2 = 0.E+0 |
---|
488 | |
---|
489 | tmp1 = dt*2.E+0*km(igrid, ilev)*m2(igrid, ilev) |
---|
490 | tmp2 = dt*2.E+0*kmq3*m2(igrid, ilev) |
---|
491 | termqm2 = termqm2 + dt*2.E+0*km(igrid, ilev)*m2(igrid, ilev) - & |
---|
492 | dt*2.E+0*kmq3*m2(igrid, ilev) |
---|
493 | termq3m2 = termq3m2 + dt*2.E+0*kmq3*m2(igrid, ilev) |
---|
494 | |
---|
495 | termq = termq - dt*2.E+0*kn(igrid, ilev)*n2(igrid, ilev) + & |
---|
496 | dt*2.E+0*knq3*n2(igrid, ilev) |
---|
497 | termq3 = termq3 - dt*2.E+0*knq3*n2(igrid, ilev) |
---|
498 | |
---|
499 | termq3 = termq3 - dt*2.E+0*q(igrid, ilev)**3/(b1*long(igrid,ilev)) |
---|
500 | |
---|
501 | ! ....................................................................... |
---|
502 | |
---|
503 | ! resolution stationnaire couplee avec le gradient de vitesse local |
---|
504 | ! ----------------------------------------------------------------- |
---|
505 | |
---|
506 | ! -----{on cherche le cisaillement qui annule l'equation de q^2 |
---|
507 | ! supposee en q3} |
---|
508 | |
---|
509 | tmp1 = termq + termq3 |
---|
510 | tmp2 = termqm2 + termq3m2 |
---|
511 | m2cstat = m2(igrid, ilev) - (tmp1+tmp2)/(dt*2.E+0*km(igrid,ilev)) |
---|
512 | mcstat = sqrt(m2cstat) |
---|
513 | |
---|
514 | ! abde print*,'M2 L=',ilev,mpre(igrid,ilev),mcstat |
---|
515 | |
---|
516 | ! -----{puis on ecrit la valeur de q qui annule l'equation de m |
---|
517 | ! supposee en q3} |
---|
518 | |
---|
519 | IF (ilev==2) THEN |
---|
520 | kmcstat = 1.E+0/mcstat*(unsdz(igrid,ilev)*kmpre(igrid,ilev+1)*mpre( & |
---|
521 | igrid,ilev+1)+unsdz(igrid,ilev-1)*cd(igrid)*(sqrt(u(igrid,3)**2+ & |
---|
522 | v(igrid,3)**2)-mcstat/unsdzdec(igrid,ilev)-mpre(igrid, & |
---|
523 | ilev+1)/unsdzdec(igrid,ilev+1))**2)/(unsdz(igrid,ilev)+unsdz(igrid, & |
---|
524 | ilev-1)) |
---|
525 | ELSE |
---|
526 | kmcstat = 1.E+0/mcstat*(unsdz(igrid,ilev)*kmpre(igrid,ilev+1)*mpre( & |
---|
527 | igrid,ilev+1)+unsdz(igrid,ilev-1)*kmpre(igrid,ilev-1)*mpre(igrid, & |
---|
528 | ilev-1))/(unsdz(igrid,ilev)+unsdz(igrid,ilev-1)) |
---|
529 | END IF |
---|
530 | tmp2 = kmcstat/(sm(igrid,ilev)/q2(igrid,ilev))/long(igrid, ilev) |
---|
531 | qcstat = tmp2**(1.E+0/3.E+0) |
---|
532 | q2cstat = qcstat**2 |
---|
533 | |
---|
534 | ! ....................................................................... |
---|
535 | |
---|
536 | ! choix de la solution finale |
---|
537 | ! --------------------------- |
---|
538 | |
---|
539 | q(igrid, ilev) = qcstat |
---|
540 | q2(igrid, ilev) = q2cstat |
---|
541 | m(igrid, ilev) = mcstat |
---|
542 | ! abd if(ilev.le.57.and.ilev.ge.37) then |
---|
543 | ! print*,'L=',ilev,' M2=',m2(igrid,ilev),m2cstat, |
---|
544 | ! s 'N2=',n2(igrid,ilev) |
---|
545 | ! abd endif |
---|
546 | m2(igrid, ilev) = m2cstat |
---|
547 | |
---|
548 | ! ---> |
---|
549 | ! pour des raisons simples q2 est minore |
---|
550 | ! <--- |
---|
551 | |
---|
552 | IF (q2(igrid,ilev)<q2min) THEN |
---|
553 | q2(igrid, ilev) = q2min |
---|
554 | q(igrid, ilev) = sqrt(q2min) |
---|
555 | END IF |
---|
556 | |
---|
557 | ! ....................................................................... |
---|
558 | |
---|
559 | ! calcul final de kn et km |
---|
560 | ! ------------------------ |
---|
561 | |
---|
562 | gn = -long(igrid, ilev)**2/q2(igrid, ilev)*n2(igrid, ilev) |
---|
563 | IF (gn<gnmin) gn = gnmin |
---|
564 | IF (gn>gnmax) gn = gnmax |
---|
565 | sn(igrid, ilev) = cn1/(1.E+0+cn2*gn) |
---|
566 | sm(igrid, ilev) = (cm1+cm2*gn)/((1.E+0+cm3*gn)*(1.E+0+cm4*gn)) |
---|
567 | kn(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sn(igrid, ilev) |
---|
568 | km(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sm(igrid, ilev) |
---|
569 | ! abd |
---|
570 | ! if(ilev.le.57.and.ilev.ge.37) then |
---|
571 | ! print*,'L=',ilev,' GN=',gn,' SM=',sm(igrid,ilev) |
---|
572 | ! endif |
---|
573 | |
---|
574 | ! ....................................................................... |
---|
575 | |
---|
576 | END DO |
---|
577 | |
---|
578 | END DO |
---|
579 | |
---|
580 | ! ....................................................................... |
---|
581 | |
---|
582 | |
---|
583 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
584 | kn(igrid, 1) = knmin |
---|
585 | km(igrid, 1) = kmmin |
---|
586 | ! kn(igrid,1)=cd(igrid) |
---|
587 | ! km(igrid,1)=cd(igrid) |
---|
588 | q2(igrid, nlev) = q2(igrid, nlev-1) |
---|
589 | q(igrid, nlev) = q(igrid, nlev-1) |
---|
590 | kn(igrid, nlev) = kn(igrid, nlev-1) |
---|
591 | km(igrid, nlev) = km(igrid, nlev-1) |
---|
592 | END DO |
---|
593 | |
---|
594 | ! CALCUL DE LA DIFFUSION VERTICALE DE Q2 |
---|
595 | IF (1==1) THEN |
---|
596 | |
---|
597 | DO ilev = 2, klev - 1 |
---|
598 | sss = sss + plev(1, ilev-1) - plev(1, ilev+1) |
---|
599 | sssq = sssq + (plev(1,ilev-1)-plev(1,ilev+1))*q2(1, ilev) |
---|
600 | END DO |
---|
601 | ! print*,'Q2moy avant',sssq/sss |
---|
602 | ! print*,'Q2q20 ',(q2(1,ilev),ilev=1,10) |
---|
603 | ! print*,'Q2km0 ',(km(1,ilev),ilev=1,10) |
---|
604 | ! ! C'est quoi ca qu'etait dans l'original??? |
---|
605 | ! do igrid=1,ngrid |
---|
606 | ! q2(igrid,1)=10. |
---|
607 | ! enddo |
---|
608 | ! q2s=q2 |
---|
609 | ! do iii=1,10 |
---|
610 | ! call vdif_q2(dt,g,rconst,plev,temp,km,q2) |
---|
611 | ! do ilev=1,klev+1 |
---|
612 | ! write(iii+49,*) q2(1,ilev),zlev(1,ilev) |
---|
613 | ! enddo |
---|
614 | ! enddo |
---|
615 | ! stop |
---|
616 | ! do ilev=1,klev |
---|
617 | ! print*,zlev(1,ilev),q2s(1,ilev),q2(1,ilev) |
---|
618 | ! enddo |
---|
619 | ! q2s=q2-q2s |
---|
620 | ! do ilev=1,klev |
---|
621 | ! print*,q2s(1,ilev),zlev(1,ilev) |
---|
622 | ! enddo |
---|
623 | DO ilev = 2, klev - 1 |
---|
624 | sss = sss + plev(1, ilev-1) - plev(1, ilev+1) |
---|
625 | sssq = sssq + (plev(1,ilev-1)-plev(1,ilev+1))*q2(1, ilev) |
---|
626 | END DO |
---|
627 | PRINT *, 'Q2moy apres', sssq/sss |
---|
628 | |
---|
629 | |
---|
630 | DO ilev = 1, nlev |
---|
631 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
632 | q2(igrid, ilev) = max(q2(igrid,ilev), q2min) |
---|
633 | q(igrid, ilev) = sqrt(q2(igrid,ilev)) |
---|
634 | |
---|
635 | ! ....................................................................... |
---|
636 | |
---|
637 | ! calcul final de kn et km |
---|
638 | ! ------------------------ |
---|
639 | |
---|
640 | gn = -long(igrid, ilev)**2/q2(igrid, ilev)*n2(igrid, ilev) |
---|
641 | IF (gn<gnmin) gn = gnmin |
---|
642 | IF (gn>gnmax) gn = gnmax |
---|
643 | sn(igrid, ilev) = cn1/(1.E+0+cn2*gn) |
---|
644 | sm(igrid, ilev) = (cm1+cm2*gn)/((1.E+0+cm3*gn)*(1.E+0+cm4*gn)) |
---|
645 | ! Correction pour les couches stables. |
---|
646 | ! Schema repris de JHoltzlag Boville, lui meme venant de... |
---|
647 | |
---|
648 | IF (1==1) THEN |
---|
649 | snstable = 1. - zlev(igrid, ilev)/(700.*max(ustar(igrid),0.0001)) |
---|
650 | snstable = 1. - zlev(igrid, ilev)/400. |
---|
651 | snstable = max(snstable, 0.) |
---|
652 | snstable = snstable*snstable |
---|
653 | |
---|
654 | ! abde print*,'SN ',ilev,sn(1,ilev),snstable |
---|
655 | IF (sn(igrid,ilev)<snstable) THEN |
---|
656 | sn(igrid, ilev) = snstable |
---|
657 | snq2(igrid, ilev) = 0. |
---|
658 | END IF |
---|
659 | |
---|
660 | IF (sm(igrid,ilev)<snstable) THEN |
---|
661 | sm(igrid, ilev) = snstable |
---|
662 | smq2(igrid, ilev) = 0. |
---|
663 | END IF |
---|
664 | |
---|
665 | END IF |
---|
666 | |
---|
667 | ! sn : coefficient de stabilite pour n |
---|
668 | kn(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sn(igrid, ilev) |
---|
669 | km(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev) |
---|
670 | |
---|
671 | END DO |
---|
672 | END DO |
---|
673 | ! print*,'Q2km1 ',(km(1,ilev),ilev=1,10) |
---|
674 | |
---|
675 | END IF |
---|
676 | |
---|
677 | RETURN |
---|
678 | END SUBROUTINE vdif_kcay |
---|