source: LMDZ5/branches/testing/libf/phylmd/sw_aeroAR4.F90 @ 1790

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Version testing basée sur la r1668

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Testing release based on r1668

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RevLine 
[1237]1!
2! $Id$
3!
[1153]4SUBROUTINE SW_AEROAR4(PSCT, PRMU0, PFRAC, &
[1150]5     PPMB, PDP, &
6     PPSOL, PALBD, PALBP,&
7     PTAVE, PWV, PQS, POZON, PAER,&
8     PCLDSW, PTAU, POMEGA, PCG,&
9     PHEAT, PHEAT0,&
10     PALBPLA,PTOPSW,PSOLSW,PTOPSW0,PSOLSW0,&
11     ZFSUP,ZFSDN,ZFSUP0,ZFSDN0,&
12     tauaero, pizaero, cgaero,&
13     PTAUA, POMEGAA,&
14     PTOPSWADAERO,PSOLSWADAERO,&
15     PTOPSWAD0AERO,PSOLSWAD0AERO,&
16     PTOPSWAIAERO,PSOLSWAIAERO,&
17     PTOPSWAERO,PTOPSW0AERO,&
18     PSOLSWAERO,PSOLSW0AERO,&
[1246]19     PTOPSWCFAERO,PSOLSWCFAERO,&
[1669]20     ok_ade, ok_aie, flag_aerosol )
[1150]21
22  USE dimphy
[1669]23  USE phys_output_mod, ONLY : swaero_diag
[1150]24  IMPLICIT NONE
25
26#include "YOMCST.h"
[1246]27#include "clesphys.h"
[1664]28#include "iniprint.h"
[1150]29  !
30  !     ------------------------------------------------------------------
31  !
32  !     PURPOSE.
33  !     --------
34  !
35  !          THIS ROUTINE COMPUTES THE SHORTWAVE RADIATION FLUXES IN TWO
36  !     SPECTRAL INTERVALS FOLLOWING FOUQUART AND BONNEL (1980).
37  !
38  !     METHOD.
39  !     -------
40  !
41  !          1. COMPUTES ABSORBER AMOUNTS                 (SWU)
42  !          2. COMPUTES FLUXES IN 1ST SPECTRAL INTERVAL  (SW1S)
43  !          3. COMPUTES FLUXES IN 2ND SPECTRAL INTERVAL  (SW2S)
44  !
45  !     REFERENCE.
46  !     ----------
47  !
48  !        SEE RADIATION'S PART OF THE ECMWF RESEARCH DEPARTMENT
49  !        DOCUMENTATION, AND FOUQUART AND BONNEL (1980)
50  !
51  !     AUTHOR.
52  !     -------
53  !        JEAN-JACQUES MORCRETTE  *ECMWF*
54  !
55  !     MODIFICATIONS.
56  !     --------------
57  !        ORIGINAL : 89-07-14
[1669]58  !        1995-01-01  J.-J. MORCRETTE  Direct/Diffuse Albedo
59  !        2003-11-27  J. QUAAS Introduce aerosol forcings (based on BOUCHER)
60  !        2009-04     A. COZIC - C.DEANDREIS Indroduce NAT/BC/POM/DUST/SS aerosol forcing
61  !        2012-09     O. BOUCHER - reorganise aerosol cases with ok_ade, ok_aie, flag_aerosol
[1150]62  !     ------------------------------------------------------------------
63  !
64  !* ARGUMENTS:
65  !
[1220]66  REAL(KIND=8) PSCT  ! constante solaire (valeur conseillee: 1370)
[1150]67
[1220]68  REAL(KIND=8) PPSOL(KDLON)        ! SURFACE PRESSURE (PA)
69  REAL(KIND=8) PDP(KDLON,KFLEV)    ! LAYER THICKNESS (PA)
70  REAL(KIND=8) PPMB(KDLON,KFLEV+1) ! HALF-LEVEL PRESSURE (MB)
[1150]71
[1220]72  REAL(KIND=8) PRMU0(KDLON)  ! COSINE OF ZENITHAL ANGLE
73  REAL(KIND=8) PFRAC(KDLON)  ! fraction de la journee
[1150]74
[1220]75  REAL(KIND=8) PTAVE(KDLON,KFLEV)  ! LAYER TEMPERATURE (K)
76  REAL(KIND=8) PWV(KDLON,KFLEV)    ! SPECIFI! HUMIDITY (KG/KG)
77  REAL(KIND=8) PQS(KDLON,KFLEV)    ! SATURATED WATER VAPOUR (KG/KG)
78  REAL(KIND=8) POZON(KDLON,KFLEV)  ! OZONE CONCENTRATION (KG/KG)
79  REAL(KIND=8) PAER(KDLON,KFLEV,5) ! AEROSOLS' OPTICAL THICKNESS
[1150]80
[1220]81  REAL(KIND=8) PALBD(KDLON,2)  ! albedo du sol (lumiere diffuse)
82  REAL(KIND=8) PALBP(KDLON,2)  ! albedo du sol (lumiere parallele)
[1150]83
[1220]84  REAL(KIND=8) PCLDSW(KDLON,KFLEV)    ! CLOUD FRACTION
[1669]85  REAL(KIND=8) PTAU(KDLON,2,KFLEV)    ! CLOUD OPTICAL THICKNESS (pre-industrial value)
[1220]86  REAL(KIND=8) PCG(KDLON,2,KFLEV)     ! ASYMETRY FACTOR
87  REAL(KIND=8) POMEGA(KDLON,2,KFLEV)  ! SINGLE SCATTERING ALBEDO
[1150]88
[1220]89  REAL(KIND=8) PHEAT(KDLON,KFLEV) ! SHORTWAVE HEATING (K/DAY)
90  REAL(KIND=8) PHEAT0(KDLON,KFLEV)! SHORTWAVE HEATING (K/DAY) clear-sky
91  REAL(KIND=8) PALBPLA(KDLON)     ! PLANETARY ALBEDO
92  REAL(KIND=8) PTOPSW(KDLON)      ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A.
93  REAL(KIND=8) PSOLSW(KDLON)      ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE
94  REAL(KIND=8) PTOPSW0(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A. (CLEAR-SKY)
95  REAL(KIND=8) PSOLSW0(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE (CLEAR-SKY)
[1150]96  !
97  !* LOCAL VARIABLES:
98  !
[1215]99  real, parameter:: dobson_u = 2.1415e-05 ! Dobson unit, in kg m-2
100
[1220]101  REAL(KIND=8) ZOZ(KDLON,KFLEV)
[1215]102  ! column-density of ozone in layer, in kilo-Dobsons
103
[1220]104  REAL(KIND=8) ZAKI(KDLON,2)     
105  REAL(KIND=8) ZCLD(KDLON,KFLEV)
106  REAL(KIND=8) ZCLEAR(KDLON)
107  REAL(KIND=8) ZDSIG(KDLON,KFLEV)
108  REAL(KIND=8) ZFACT(KDLON)
109  REAL(KIND=8) ZFD(KDLON,KFLEV+1)
110  REAL(KIND=8) ZFDOWN(KDLON,KFLEV+1)
111  REAL(KIND=8) ZFU(KDLON,KFLEV+1)
112  REAL(KIND=8) ZFUP(KDLON,KFLEV+1)
113  REAL(KIND=8) ZRMU(KDLON)
114  REAL(KIND=8) ZSEC(KDLON)
115  REAL(KIND=8) ZUD(KDLON,5,KFLEV+1)
116  REAL(KIND=8) ZCLDSW0(KDLON,KFLEV)
[1150]117
[1220]118  REAL(KIND=8) ZFSUP(KDLON,KFLEV+1)
119  REAL(KIND=8) ZFSDN(KDLON,KFLEV+1)
120  REAL(KIND=8) ZFSUP0(KDLON,KFLEV+1)
121  REAL(KIND=8) ZFSDN0(KDLON,KFLEV+1)
[1150]122
123  INTEGER inu, jl, jk, i, k, kpl1
124
125  INTEGER swpas  ! Every swpas steps, sw is calculated
126  PARAMETER(swpas=1)
127
[1159]128  INTEGER, SAVE :: itapsw = 0
129  !$OMP THREADPRIVATE(itapsw)
130  LOGICAL, SAVE :: appel1er = .TRUE.
[1150]131  !$OMP THREADPRIVATE(appel1er)
[1159]132  LOGICAL, SAVE :: initialized = .FALSE.
133  !$OMP THREADPRIVATE(initialized)
134
[1669]135  !jq-local flag introduced for aerosol forcings
[1220]136  REAL(KIND=8), SAVE :: flag_aer
[1159]137  !$OMP THREADPRIVATE(flag_aer)
138
[1150]139  LOGICAL ok_ade, ok_aie    ! use aerosol forcings or not?
[1669]140  INTEGER flag_aerosol      ! global flag for aerosol 0 (no aerosol) or 1-5 (aerosols)
[1220]141  REAL(KIND=8) tauaero(kdlon,kflev,9,2)  ! aerosol optical properties
142  REAL(KIND=8) pizaero(kdlon,kflev,9,2)  ! (see aeropt.F)
143  REAL(KIND=8) cgaero(kdlon,kflev,9,2)   ! -"-
[1669]144  REAL(KIND=8) PTAUA(KDLON,2,KFLEV)    ! CLOUD OPTICAL THICKNESS (present-day value)
[1220]145  REAL(KIND=8) POMEGAA(KDLON,2,KFLEV)  ! SINGLE SCATTERING ALBEDO
146  REAL(KIND=8) PTOPSWADAERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A.(+AEROSOL DIR)
147  REAL(KIND=8) PSOLSWADAERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE(+AEROSOL DIR)
[1669]148  REAL(KIND=8) PTOPSWAD0AERO(KDLON)    ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A.(+AEROSOL DIR)
149  REAL(KIND=8) PSOLSWAD0AERO(KDLON)    ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE(+AEROSOL DIR)
[1220]150  REAL(KIND=8) PTOPSWAIAERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A.(+AEROSOL IND)
151  REAL(KIND=8) PSOLSWAIAERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE(+AEROSOL IND)
[1669]152  REAL(KIND=8) PTOPSWAERO(KDLON,9)     ! SW TOA AS DRF nat & ant
153  REAL(KIND=8) PTOPSW0AERO(KDLON,9)    ! SW SRF AS DRF nat & ant
154  REAL(KIND=8) PSOLSWAERO(KDLON,9)     ! SW TOA CS DRF nat & ant
155  REAL(KIND=8) PSOLSW0AERO(KDLON,9)    ! SW SRF CS DRF nat & ant
[1246]156  REAL(KIND=8) PTOPSWCFAERO(KDLON,3)   !  SW TOA AS cloudRF nat & ant
157  REAL(KIND=8) PSOLSWCFAERO(KDLON,3)   !  SW SRF AS cloudRF nat & ant
[1150]158
159  !jq - Fluxes including aerosol effects
[1220]160  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSUPAD_AERO(:,:)
[1150]161  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUPAD_AERO)
[1220]162  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSDNAD_AERO(:,:)
[1150]163  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDNAD_AERO)
164  !jq - Fluxes including aerosol effects
[1220]165  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSUPAD0_AERO(:,:)
[1150]166  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUPAD0_AERO)
[1220]167  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSDNAD0_AERO(:,:)
[1150]168  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDNAD0_AERO)
[1220]169  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSUPAI_AERO(:,:)
[1150]170  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUPAI_AERO)
[1220]171  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSDNAI_AERO(:,:)
[1150]172  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDNAI_AERO)
[1220]173  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE ::  ZFSUP_AERO(:,:,:)
[1150]174  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUP_AERO)
[1220]175  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE ::  ZFSDN_AERO(:,:,:)
[1150]176  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDN_AERO)
[1220]177  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE ::  ZFSUP0_AERO(:,:,:)
[1150]178  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUP0_AERO)
[1220]179  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE ::  ZFSDN0_AERO(:,:,:)
[1150]180  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDN0_AERO)
181
[1246]182! Key to define the aerosol effect acting on climate
[1669]183! OB: AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE is now a LOGICAL
184! TRUE: fluxes use natural and/or anthropogenic aerosols according to ok_ade and ok_aie, DEFAULT
185! FALSE: fluxes use no aerosols (case 1)
[1150]186
[1669]187  LOGICAL,SAVE :: AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE = .TRUE.
[1249]188!$OMP THREADPRIVATE(AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE) 
[1246]189
[1307]190      CHARACTER (LEN=20) :: modname='sw_aeroAR4'
191      CHARACTER (LEN=80) :: abort_message
192
[1150]193  IF(.NOT.initialized) THEN
194     flag_aer=0.
195     initialized=.TRUE.
196     ALLOCATE(ZFSUPAD_AERO(KDLON,KFLEV+1))
197     ALLOCATE(ZFSDNAD_AERO(KDLON,KFLEV+1))
198     ALLOCATE(ZFSUPAD0_AERO(KDLON,KFLEV+1))
199     ALLOCATE(ZFSDNAD0_AERO(KDLON,KFLEV+1))
200     ALLOCATE(ZFSUPAI_AERO(KDLON,KFLEV+1))
201     ALLOCATE(ZFSDNAI_AERO(KDLON,KFLEV+1))
[1669]202!-OB decrease size of these arrays to what is needed
203!                | direct effect
204!ind effect      | no aerosol   natural  total
205!natural (PTAU)  |   1            3       2     --ZFSUP/ZFSDN
206!total (PTAUA)   |                5       4     --ZFSUP/ZFSDN
207!no cloud        |   1            3       2     --ZFSUP0/ZFSDN0
208! so we need which case when ?
209! ok_ade and ok_aie = 4-5, 4-2 and 2
210! ok_ade and not ok_aie = 2-3 and 2
211! not ok_ade and ok_aie = 5-3 and 5
212! not ok_ade and not ok_aie = 3
213! therefore the cases have the folliwng switches
214! 3 = not ok_ade or not ok_aie
215! 4 = ok_ade and ok_aie
216! 2 = ok_ade
217! 5 = ok_aie
218     ALLOCATE(ZFSUP_AERO (KDLON,KFLEV+1,5))
219     ALLOCATE(ZFSDN_AERO (KDLON,KFLEV+1,5))
220     ALLOCATE(ZFSUP0_AERO(KDLON,KFLEV+1,3))
221     ALLOCATE(ZFSDN0_AERO(KDLON,KFLEV+1,3))
222! end OB modif
[1150]223     ZFSUPAD_AERO(:,:)=0.
224     ZFSDNAD_AERO(:,:)=0.
225     ZFSUPAD0_AERO(:,:)=0.
226     ZFSDNAD0_AERO(:,:)=0.
227     ZFSUPAI_AERO(:,:)=0.
228     ZFSDNAI_AERO(:,:)=0.
229     ZFSUP_AERO (:,:,:)=0.
230     ZFSDN_AERO (:,:,:)=0.
231     ZFSUP0_AERO(:,:,:)=0.
232     ZFSDN0_AERO(:,:,:)=0.
233  ENDIF
234
235  IF (appel1er) THEN
[1669]236     WRITE(lunout,*)'SW calling frequency : ', swpas
[1664]237     WRITE(lunout,*) "   In general, it should be 1"
[1150]238     appel1er = .FALSE.
239  ENDIF
240  !     ------------------------------------------------------------------
241  IF (MOD(itapsw,swpas).EQ.0) THEN
242
243     DO JK = 1 , KFLEV
244        DO JL = 1, KDLON
245           ZCLDSW0(JL,JK) = 0.0
[1237]246           ZOZ(JL,JK) = POZON(JL,JK)*46.6968/RG &
247                *PDP(JL,JK)*(101325.0/PPSOL(JL))
[1150]248        ENDDO
249     ENDDO
250
[1669]251! clear sky with no aerosols at all is computed IF ACTIVEFEEDBACK_ACTIVE is false or for extended diag
252     IF ( swaero_diag .or. .not. AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE .OR. flag_aerosol .EQ. 0 ) THEN   
[1150]253
[1246]254     ! clear-sky: zero aerosol effect
[1150]255     flag_aer=0.0
256     CALL SWU_LMDAR4(PSCT,ZCLDSW0,PPMB,PPSOL,&
257          PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
258          ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
259     INU = 1
260     CALL SW1S_LMDAR4(INU,PAER, flag_aer, &
261          tauaero(:,:,1,:), pizaero(:,:,1,:), cgaero(:,:,1,:),&
262          PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, ZCLDSW0,&
263          ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
264          ZFD, ZFU)
265     INU = 2
266     CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer, &
267          tauaero(:,:,1,:), pizaero(:,:,1,:), cgaero(:,:,1,:),&
268          ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, ZCLDSW0,&
269          ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
270          PWV, PQS,&
271          ZFDOWN, ZFUP)
272     DO JK = 1 , KFLEV+1
273        DO JL = 1, KDLON
[1237]274           ZFSUP0_AERO(JL,JK,1) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
275           ZFSDN0_AERO(JL,JK,1) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
[1150]276        ENDDO
277     ENDDO
[1669]278     ENDIF ! swaero_diag .or. .not. AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE
[1150]279
[1669]280! cloudy sky with no aerosols at all is either computed IF no indirect effect is asked for, or for extended diag
281     IF ( swaero_diag .or. .not. AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE .OR. flag_aerosol .EQ. 0 ) THEN   
[1246]282     ! cloudy-sky: zero aerosol effect
[1150]283     flag_aer=0.0
284     CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
285          PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
286          ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
287     INU = 1
288     CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer, &
289          tauaero(:,:,1,:), pizaero(:,:,1,:), cgaero(:,:,1,:),&
290          PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
291          ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
292          ZFD, ZFU)
293     INU = 2
294     CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer, &
295          tauaero(:,:,1,:), pizaero(:,:,1,:), cgaero(:,:,1,:),&
296          ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
297          ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
298          PWV, PQS,&
299          ZFDOWN, ZFUP)
300
301     DO JK = 1 , KFLEV+1
302        DO JL = 1, KDLON
[1237]303           ZFSUP_AERO(JL,JK,1) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
304           ZFSDN_AERO(JL,JK,1) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
[1150]305        ENDDO
306     ENDDO
[1669]307     ENDIF ! swaero_diag .or. .not. AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE
[1150]308
[1669]309     IF (flag_aerosol .GT. 0 ) THEN
[1150]310
[1669]311     IF (ok_ade.and.swaero_diag .or. .not. ok_ade) THEN
[1150]312
[1669]313        ! clear sky direct effect natural aerosol
314        ! CAS AER (3)
[1150]315        flag_aer=1.0
316        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,ZCLDSW0,PPMB,PPSOL,&
317             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
318             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
319        INU = 1
320        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
[1669]321             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
[1150]322             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
323             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
324             ZFD, ZFU)
325        INU = 2
326        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
[1669]327             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
[1150]328             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
329             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
330             PWV, PQS,&
331             ZFDOWN, ZFUP)
332
333        DO JK = 1 , KFLEV+1
334           DO JL = 1, KDLON
[1669]335              ZFSUP0_AERO(JL,JK,3) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
336              ZFSDN0_AERO(JL,JK,3) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
[1150]337           ENDDO
338        ENDDO
[1669]339     ENDIF !--end not swaero_diag or not ok_ade
[1150]340
[1669]341     IF (ok_ade) THEN
342
343        ! clear sky direct effect of total aerosol
344        ! CAS AER (2)
[1150]345        flag_aer=1.0
[1669]346        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,ZCLDSW0,PPMB,PPSOL,&
[1150]347             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
348             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
349        INU = 1
350        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
351             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
352             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
353             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
354             ZFD, ZFU)
355        INU = 2
356        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
357             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
358             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
359             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
360             PWV, PQS,&
361             ZFDOWN, ZFUP)
362
363        DO JK = 1 , KFLEV+1
364           DO JL = 1, KDLON
[1669]365              ZFSUP0_AERO(JL,JK,2) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
366              ZFSDN0_AERO(JL,JK,2) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
[1150]367           ENDDO
368        ENDDO
369
[1669]370        ! cloudy-sky with natural aerosols for indirect effect
371        ! but total aerosols for direct effect
372        ! PTAU
373        ! CAS AER (2)
[1150]374        flag_aer=1.0
[1669]375        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
[1150]376             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
377             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
378        INU = 1
379        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
[1669]380             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
[1150]381             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
382             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
383             ZFD, ZFU)
384        INU = 2
385        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
[1669]386             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
[1150]387             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
388             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
389             PWV, PQS,&
390             ZFDOWN, ZFUP)
391
392        DO JK = 1 , KFLEV+1
393           DO JL = 1, KDLON
[1669]394              ZFSUP_AERO(JL,JK,2) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
395              ZFSDN_AERO(JL,JK,2) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
[1150]396           ENDDO
397        ENDDO
398
[1669]399     ENDIF !-end ok_ade
400
401     IF ( .not. ok_ade .or. .not. ok_aie ) THEN
402
403        ! cloudy-sky with natural aerosols for indirect effect
404        ! and natural aerosols for direct effect
405        ! PTAU
406        ! CAS AER (3)
[1246]407        ! cloudy-sky direct effect natural aerosol
[1150]408        flag_aer=1.0
409        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
410             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
411             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
412        INU = 1
413        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
414             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
415             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
416             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
417             ZFD, ZFU)
418        INU = 2
419        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
420             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
421             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
422             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
423             PWV, PQS,&
424             ZFDOWN, ZFUP)
425
426        DO JK = 1 , KFLEV+1
427           DO JL = 1, KDLON
428              ZFSUP_AERO(JL,JK,3) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
429              ZFSDN_AERO(JL,JK,3) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
430           ENDDO
431        ENDDO
432
[1669]433     ENDIF  !--true/false or false/true
[1150]434
[1669]435     IF (ok_ade .and. ok_aie) THEN
436
437        ! cloudy-sky with total aerosols for indirect effect
438        ! and total aerosols for direct effect
439        ! PTAUA
440        ! CAS AER (2)
[1150]441        flag_aer=1.0
442        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
443             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
444             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
445        INU = 1
446        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
447             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
448             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
449             ZDSIG, POMEGAA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAUA, ZUD,&
450             ZFD, ZFU)
451        INU = 2
452        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
453             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
454             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
455             ZDSIG, POMEGAA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAUA, ZUD,&
456             PWV, PQS,&
457             ZFDOWN, ZFUP)
[1669]458
[1150]459        DO JK = 1 , KFLEV+1
460           DO JL = 1, KDLON
[1237]461              ZFSUP_AERO(JL,JK,4) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
462              ZFSDN_AERO(JL,JK,4) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
[1150]463           ENDDO
464        ENDDO
[1669]465 
466      ENDIF ! ok_ade .and. ok_aie
467
468     IF (ok_aie) THEN
469        ! cloudy-sky with total aerosols for indirect effect
470        ! and natural aerosols for direct effect
471        ! PTAUA
472        ! CAS AER (3)
473        flag_aer=1.0
474        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
475             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
476             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
477        INU = 1
478        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
479             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
480             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
481             ZDSIG, POMEGAA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAUA, ZUD,&
482             ZFD, ZFU)
483        INU = 2
484        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
485             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
486             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
487             ZDSIG, POMEGAA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAUA, ZUD,&
488             PWV, PQS,&
489             ZFDOWN, ZFUP)
490 
491        DO JK = 1 , KFLEV+1
492           DO JL = 1, KDLON
493              ZFSUP_AERO(JL,JK,5) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
494              ZFSDN_AERO(JL,JK,5) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
495           ENDDO
496        ENDDO
497
[1150]498     ENDIF ! ok_aie     
499
[1669]500     ENDIF !--if flag_aerosol GT 0
501
[1150]502     itapsw = 0
503  ENDIF
504  itapsw = itapsw + 1
505
[1669]506  IF  ( AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE .AND. flag_aerosol .GT. 0 ) THEN
[1237]507  IF ( ok_ade .and. ok_aie  ) THEN
508    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,4)
509    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,4)
510    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,2)
511    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,2)
512  ENDIF
[1669]513
[1237]514  IF ( ok_ade .and. (.not. ok_aie) )  THEN
515    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,2)
516    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,2)
517    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,2)
518    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,2)
519  ENDIF
[1246]520
[1237]521  IF ( (.not. ok_ade) .and. ok_aie  )  THEN
[1669]522    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,5)
523    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,5)
524    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,3)
525    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,3)
[1237]526  ENDIF
[1669]527
[1237]528  IF ((.not. ok_ade) .and. (.not. ok_aie)) THEN
[1669]529    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,3)
530    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,3)
531    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,3)
532    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,3)
[1237]533  ENDIF
534
535! MS the following allows to compute the forcing diagostics without
536! letting the aerosol forcing act on the meteorology
[1246]537! SEE logic above
[1669]538  ELSE
539    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,1)
540    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,1)
541    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,1)
542    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,1)
[1237]543  ENDIF
544
[1669]545! Now computes heating rates
[1150]546  DO k = 1, KFLEV
547     kpl1 = k+1
548     DO i = 1, KDLON
[1237]549        PHEAT(i,k) = -(ZFSUP(i,kpl1)-ZFSUP(i,k))-(ZFSDN(i,k)-ZFSDN(i,kpl1))
[1150]550        PHEAT(i,k) = PHEAT(i,k) * RDAY*RG/RCPD / PDP(i,k)
[1237]551        PHEAT0(i,k) = -(ZFSUP0(i,kpl1)-ZFSUP0(i,k))-(ZFSDN0(i,k)-ZFSDN0(i,kpl1))
[1150]552        PHEAT0(i,k) = PHEAT0(i,k) * RDAY*RG/RCPD / PDP(i,k)
553     ENDDO
554  ENDDO
[1237]555
[1150]556  DO i = 1, KDLON
[1246]557! effective SW surface albedo calculation
[1150]558     PALBPLA(i) = ZFSUP(i,KFLEV+1)/(ZFSDN(i,KFLEV+1)+1.0e-20)
[1246]559     
560! clear sky net fluxes at TOA and SRF
[1150]561     PSOLSW0(i) = ZFSDN0(i,1) - ZFSUP0(i,1)
562     PTOPSW0(i) = ZFSDN0(i,KFLEV+1) - ZFSUP0(i,KFLEV+1)
563
[1246]564! cloudy sky net fluxes at TOA and SRF
[1150]565     PSOLSW(i) = ZFSDN(i,1) - ZFSUP(i,1)
566     PTOPSW(i) = ZFSDN(i,KFLEV+1) - ZFSUP(i,KFLEV+1)
567
[1246]568! net anthropogenic forcing direct and 1st indirect effect diagnostics
569! requires a natural aerosol field read and used
570! Difference of net fluxes from double call to radiation
[1150]571
[1246]572IF (ok_ade) THEN
[1150]573
[1246]574! indices 1: natural; 2 anthropogenic
[1669]575
[1246]576! TOA/SRF all sky natural forcing
577     PSOLSWAERO(i,1) = (ZFSDN_AERO(i,1,3) - ZFSUP_AERO(i,1,3))-(ZFSDN_AERO(i,1,1) - ZFSUP_AERO(i,1,1))
578     PTOPSWAERO(i,1) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,3))- (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,1) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,1))
[1150]579
[1669]580! TOA/SRF clear sky natural forcing
581     PSOLSW0AERO(i,1) = (ZFSDN0_AERO(i,1,3) - ZFSUP0_AERO(i,1,3))-(ZFSDN0_AERO(i,1,1) - ZFSUP0_AERO(i,1,1))
582     PTOPSW0AERO(i,1) = (ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,3))-(ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,1) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,1))
583
584   IF (ok_aie) THEN
585
[1246]586! TOA/SRF all sky anthropogenic forcing
[1669]587     PSOLSWAERO(i,2) = (ZFSDN_AERO(i,1,4) - ZFSUP_AERO(i,1,4))-(ZFSDN_AERO(i,1,5) - ZFSUP_AERO(i,1,5))
588     PTOPSWAERO(i,2) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,4) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,4))- (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,5) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,5))
589
590   ELSE
591
592! TOA/SRF all sky anthropogenic forcing
[1246]593     PSOLSWAERO(i,2) = (ZFSDN_AERO(i,1,2) - ZFSUP_AERO(i,1,2))-(ZFSDN_AERO(i,1,3) - ZFSUP_AERO(i,1,3))
594     PTOPSWAERO(i,2) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,2) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,2))- (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,3))
595
[1669]596   ENDIF
[1246]597
598! TOA/SRF clear sky anthropogenic forcing
599     PSOLSW0AERO(i,2) = (ZFSDN0_AERO(i,1,2) - ZFSUP0_AERO(i,1,2))-(ZFSDN0_AERO(i,1,3) - ZFSUP0_AERO(i,1,3))
600     PTOPSW0AERO(i,2) = (ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,2) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,2))-(ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,3))
601
[1669]602! direct anthropogenic forcing , as in old LMDzT, however differences of net fluxes
603     PSOLSWADAERO(i) = PSOLSWAERO(i,2)
604     PTOPSWADAERO(i) = PTOPSWAERO(i,2)
605     PSOLSWAD0AERO(i) = PSOLSW0AERO(i,2)
606     PTOPSWAD0AERO(i) = PTOPSW0AERO(i,2)
607
608! OB: these diagnostics may not always work but who need them
[1246]609! Cloud forcing indices 1: natural; 2 anthropogenic; 3: zero aerosol direct effect
610! Instantaneously computed cloudy sky direct aerosol effect, cloud forcing due to aerosols above clouds
611! natural
612     PSOLSWCFAERO(i,1) = PSOLSWAERO(i,1) - PSOLSW0AERO(i,1)
613     PTOPSWCFAERO(i,1) = PTOPSWAERO(i,1) - PTOPSW0AERO(i,1)
614
615! Instantaneously computed cloudy SKY DIRECT aerosol effect, cloud forcing due to aerosols above clouds
616! anthropogenic
617     PSOLSWCFAERO(i,2) = PSOLSWAERO(i,2) - PSOLSW0AERO(i,2)
618     PTOPSWCFAERO(i,2) = PTOPSWAERO(i,2) - PTOPSW0AERO(i,2)
619
620! Cloudforcing without aerosol
621! zero
622     PSOLSWCFAERO(i,3) = (ZFSDN_AERO(i,1,1) - ZFSUP_AERO(i,1,1))-(ZFSDN0_AERO(i,1,1) - ZFSUP0_AERO(i,1,1))
623     PTOPSWCFAERO(i,3) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,1) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,1))- (ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,1) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,1))
624
625ENDIF
626
627IF (ok_aie) THEN
[1669]628   IF (ok_ade) THEN
[1237]629     PSOLSWAIAERO(i) = (ZFSDN_AERO(i,1,4) - ZFSUP_AERO(i,1,4))-(ZFSDN_AERO(i,1,2) - ZFSUP_AERO(i,1,2))
630     PTOPSWAIAERO(i) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,4) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,4))-(ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,2) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,2))
[1669]631   ELSE
632     PSOLSWAIAERO(i) = (ZFSDN_AERO(i,1,5) - ZFSUP_AERO(i,1,5))-(ZFSDN_AERO(i,1,3) - ZFSUP_AERO(i,1,3))
633     PTOPSWAIAERO(i) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,5) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,5))-(ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,3))
634   ENDIF
[1246]635ENDIF
[1237]636
[1669]637ENDDO
638
[1153]639END SUBROUTINE SW_AEROAR4
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.