1 | subroutine PHY_Atm_AT_RUN(FlagSV_KzT,FlagCM) |
---|
2 | |
---|
3 | !------------------------------------------------------------------------------+ |
---|
4 | ! Sat 22-Jun-2013 MAR | |
---|
5 | ! MAR PHY_Atm_AT_RUN | |
---|
6 | ! subroutine PHY_Atm_AT_RUN performs Turbulent Vertical Diffusion Scheme | |
---|
7 | ! | |
---|
8 | ! version 3.p.4.1 created by H. Gallee, Wed 13-Mar-2013 | |
---|
9 | ! Last Modification by H. Gallee, Sat 22-Jun-2013 | |
---|
10 | ! | |
---|
11 | !------------------------------------------------------------------------------+ |
---|
12 | |
---|
13 | use Mod_Real |
---|
14 | use Mod_PHY____dat |
---|
15 | use Mod_PHY____grd |
---|
16 | use Mod_PHY_AT_ctr |
---|
17 | use Mod_PHY_AT_grd |
---|
18 | use Mod_PHY_AT_kkl |
---|
19 | use Mod_SISVAT_gpt |
---|
20 | |
---|
21 | |
---|
22 | IMPLICIT NONE |
---|
23 | |
---|
24 | |
---|
25 | logical :: FlagSV_KzT |
---|
26 | logical :: FlagCM |
---|
27 | |
---|
28 | integer :: i, j, k, ikl |
---|
29 | |
---|
30 | |
---|
31 | |
---|
32 | |
---|
33 | ! Assignation of Mod_PHY_AT_kkl |
---|
34 | ! ================================ |
---|
35 | |
---|
36 | DO ikl = 1,kcolp |
---|
37 | |
---|
38 | i = ii__AP(ikl) |
---|
39 | j = jj__AP(ikl) |
---|
40 | |
---|
41 | LMO_AT(ikl) = LMO_SV_gpt(ikl) |
---|
42 | |
---|
43 | ENDDO |
---|
44 | |
---|
45 | |
---|
46 | |
---|
47 | |
---|
48 | ! Turbulent Kinetic Energy |
---|
49 | ! ======================== |
---|
50 | |
---|
51 | IF (AT_TKE) THEN |
---|
52 | |
---|
53 | ! ************** |
---|
54 | CALL PHY_vdfTKE_RUN |
---|
55 | CALL PHY_genTKE_RUN |
---|
56 | ! ************** |
---|
57 | |
---|
58 | ELSE |
---|
59 | DO ikl = 1,kcolp |
---|
60 | DO k = 1,mzp |
---|
61 | TKE_AT(ikl,k)= eps6 |
---|
62 | eps_AT(ikl,k)= epsn |
---|
63 | ENDDO |
---|
64 | ENDDO |
---|
65 | END IF |
---|
66 | |
---|
67 | |
---|
68 | |
---|
69 | |
---|
70 | ! Turbulent Vertical Diffusion |
---|
71 | ! ============================ |
---|
72 | |
---|
73 | NewAAT = .TRUE. |
---|
74 | SchmAT = 'u' |
---|
75 | ! ****** |
---|
76 | CALL Atm_AT |
---|
77 | ! ****** |
---|
78 | |
---|
79 | |
---|
80 | NewAAT = .FALSE. |
---|
81 | SchmAT = 'v' |
---|
82 | ! ****** |
---|
83 | CALL Atm_AT |
---|
84 | ! ****** |
---|
85 | |
---|
86 | |
---|
87 | IF (.NOT.FlagSV_KzT) THEN |
---|
88 | |
---|
89 | SchmAT = 'T' |
---|
90 | ! ****** |
---|
91 | CALL Atm_AT |
---|
92 | ! ****** |
---|
93 | ELSE |
---|
94 | |
---|
95 | DO k =1,mzp |
---|
96 | DO ikl=1,kcolp |
---|
97 | dpktAT(ikl,k) = 0.0000 |
---|
98 | ENDDO |
---|
99 | ENDDO |
---|
100 | |
---|
101 | END IF |
---|
102 | |
---|
103 | |
---|
104 | SchmAT = 'q' |
---|
105 | ! ****** |
---|
106 | CALL Atm_AT |
---|
107 | ! ****** |
---|
108 | |
---|
109 | |
---|
110 | IF (FlagCM) THEN |
---|
111 | |
---|
112 | SchmAT = 'w' |
---|
113 | ! ****** |
---|
114 | CALL Atm_AT |
---|
115 | ! ****** |
---|
116 | |
---|
117 | |
---|
118 | SchmAT = 'i' |
---|
119 | ! ****** |
---|
120 | CALL Atm_AT |
---|
121 | ! ****** |
---|
122 | |
---|
123 | |
---|
124 | SchmAT = 'C' |
---|
125 | ! ****** |
---|
126 | CALL Atm_AT |
---|
127 | ! ****** |
---|
128 | |
---|
129 | |
---|
130 | SchmAT = 's' |
---|
131 | ! ****** |
---|
132 | CALL Atm_AT |
---|
133 | ! ****** |
---|
134 | |
---|
135 | |
---|
136 | SchmAT = 'r' |
---|
137 | ! ****** |
---|
138 | CALL Atm_AT |
---|
139 | ! ****** |
---|
140 | |
---|
141 | |
---|
142 | END IF |
---|
143 | |
---|
144 | |
---|
145 | end subroutine PHY_Atm_AT_RUN |
---|
146 | |
---|
147 | |
---|
148 | |
---|
149 | |
---|
150 | subroutine Atm_AT |
---|
151 | |
---|
152 | !------------------------------------------------------------------------------+ |
---|
153 | ! Sat 22-Jun-2013 MAR | |
---|
154 | ! MAR Atm_AT | |
---|
155 | ! subroutine Atm_AT solves Turbulent Vertical Diffusion Scheme | |
---|
156 | ! | |
---|
157 | ! version 3.p.4.1 created by H. Gallee, Wed 13-Mar-2013 | |
---|
158 | ! Last Modification by H. Gallee, Sat 22-Jun-2013 | |
---|
159 | ! | |
---|
160 | !------------------------------------------------------------------------------+ |
---|
161 | |
---|
162 | use Mod_Real |
---|
163 | use Mod_PHY____dat |
---|
164 | use Mod_PHY____grd |
---|
165 | use Mod_PHY_AT_grd |
---|
166 | use Mod_PHY_AT_kkl |
---|
167 | use Mod_PHY_CM_kkl |
---|
168 | use Mod_PHY_DY_kkl |
---|
169 | use Mod_SISVAT_gpt |
---|
170 | |
---|
171 | |
---|
172 | |
---|
173 | IMPLICIT NONE |
---|
174 | |
---|
175 | |
---|
176 | |
---|
177 | integer :: i, j, k, ikl |
---|
178 | real(kind=real8) :: psa_sq |
---|
179 | |
---|
180 | |
---|
181 | |
---|
182 | |
---|
183 | ! ++++++++++++++++ |
---|
184 | DO ikl = 1,kcolp |
---|
185 | ! ++++++++++++++++ |
---|
186 | |
---|
187 | i = ii__AP(ikl) |
---|
188 | j = jj__AP(ikl) |
---|
189 | |
---|
190 | |
---|
191 | |
---|
192 | ! Tri-Diagonal Matrix: Variable |
---|
193 | ! ============================= |
---|
194 | |
---|
195 | ! Wind Speed |
---|
196 | ! ---------- |
---|
197 | |
---|
198 | IF (schmAT.EQ.'a') THEN |
---|
199 | DO k=1,mzp |
---|
200 | Kz__AT(ikl,k) = 1.0 |
---|
201 | var_AT(ikl,k) = ua__DY(ikl,k) |
---|
202 | ENDDO |
---|
203 | k= mzpp |
---|
204 | var_AT(ikl,k) = 0. |
---|
205 | |
---|
206 | ELSE IF (schmAT.EQ.'b') THEN |
---|
207 | DO k=1,mzp |
---|
208 | Kz__AT(ikl,k) = 1.0 |
---|
209 | var_AT(ikl,k) = va__DY(ikl,k) |
---|
210 | ENDDO |
---|
211 | k= mzpp |
---|
212 | var_AT(ikl,k) = 0. |
---|
213 | |
---|
214 | ELSE IF (schmAT.EQ.'u') THEN |
---|
215 | DO k=1,mzp |
---|
216 | Kz__AT(ikl,k) = Kzm_AT(ikl,k) |
---|
217 | var_AT(ikl,k) = ua__DY(ikl,k) |
---|
218 | ENDDO |
---|
219 | k= mzpp |
---|
220 | var_AT(ikl,k) = 0. |
---|
221 | |
---|
222 | ELSE IF (schmAT.EQ.'v') THEN |
---|
223 | DO k=1,mzp |
---|
224 | Kz__AT(ikl,k) = Kzm_AT(ikl,k) |
---|
225 | var_AT(ikl,k) = va__DY(ikl,k) |
---|
226 | ENDDO |
---|
227 | k= mzpp |
---|
228 | var_AT(ikl,k) = 0. |
---|
229 | |
---|
230 | |
---|
231 | ! Temperature |
---|
232 | ! ----------- |
---|
233 | |
---|
234 | ELSE IF (schmAT.EQ.'T') THEN |
---|
235 | DO k=1,mzp |
---|
236 | Kz__AT(ikl,k) = Kzh_AT(ikl,k) |
---|
237 | var_AT(ikl,k) = pkt_DY(ikl,k) |
---|
238 | ENDDO |
---|
239 | k= mzpp |
---|
240 | var_AT(ikl,k) = pkt_DY(ikl,k) |
---|
241 | |
---|
242 | |
---|
243 | ! Water Species |
---|
244 | ! ------------- |
---|
245 | |
---|
246 | ELSE IF (schmAT.EQ.'q') THEN |
---|
247 | DO k=1,mzp |
---|
248 | Kz__AT(ikl,k) = Kzh_AT(ikl,k) |
---|
249 | var_AT(ikl,k) = qv__DY(ikl,k) |
---|
250 | ENDDO |
---|
251 | k= mzpp |
---|
252 | var_AT(ikl,k) = qv__DY(ikl,mzp) & |
---|
253 | & -(Z___DY(ikl,mzp)-Z___DY(ikl,mzpp)) & |
---|
254 | & * uqs_SV_gpt(ikl) /Kzh_AT(ikl,mzp ) |
---|
255 | var_AT(ikl,k) = max(epsq,var_AT(ikl,k )) |
---|
256 | var_AT(ikl,k) = min( var_AT(ikl,k ),qvsiCM(ikl,k)) |
---|
257 | qv__DY(ikl,mzpp) = var_AT(ikl,k ) |
---|
258 | |
---|
259 | ELSE IF (schmAT.EQ.'w') THEN |
---|
260 | DO k=1,mzp |
---|
261 | Kz__AT(ikl,k) = Kzh_AT(ikl,k) |
---|
262 | var_AT(ikl,k) = qw__CM(ikl,k) |
---|
263 | ENDDO |
---|
264 | k= mzpp |
---|
265 | var_AT(ikl,k) = qw__CM(ikl,mzp) |
---|
266 | |
---|
267 | ELSE IF (schmAT.EQ.'i') THEN |
---|
268 | DO k=1,mzp |
---|
269 | Kz__AT(ikl,k) = Kzh_AT(ikl,k) |
---|
270 | var_AT(ikl,k) = qi__CM(ikl,k) |
---|
271 | ENDDO |
---|
272 | k= mzpp |
---|
273 | var_AT(ikl,k) = qi__CM(ikl,mzp) |
---|
274 | |
---|
275 | ELSE IF (schmAT.EQ.'C') THEN |
---|
276 | DO k=1,mzp |
---|
277 | Kz__AT(ikl,k) = Kzh_AT(ikl,k) |
---|
278 | var_AT(ikl,k) = CCNiCM(ikl,k) |
---|
279 | ENDDO |
---|
280 | k= mzpp |
---|
281 | var_AT(ikl,k) = CCNiCM(ikl,mzp) |
---|
282 | |
---|
283 | ELSE IF (schmAT.EQ.'s') THEN |
---|
284 | DO k=1,mzp |
---|
285 | Kz__AT(ikl,k) = Kzh_AT(ikl,k) |
---|
286 | var_AT(ikl,k) = qs__CM(ikl,k) |
---|
287 | ENDDO |
---|
288 | k= mzpp |
---|
289 | var_AT(ikl,k) = qs__CM(ikl,k) |
---|
290 | |
---|
291 | ELSE IF (schmAT.EQ.'r') THEN |
---|
292 | DO k=1,mzp |
---|
293 | Kz__AT(ikl,k) = Kzh_AT(ikl,k) |
---|
294 | var_AT(ikl,k) = qr__CM(ikl,k) |
---|
295 | ENDDO |
---|
296 | k= mzpp |
---|
297 | var_AT(ikl,k) = qr__CM(ikl,mzp) |
---|
298 | |
---|
299 | ELSE |
---|
300 | write(6,*) |
---|
301 | write(6,*) ' schmAT = ',schmAT |
---|
302 | write(6,*) ' Inadequate..., NOR for Ekman Spiral, NOR for momentum, NOR for scalars' |
---|
303 | write(6,*) ' ' |
---|
304 | |
---|
305 | ! ************** |
---|
306 | call MAR________BUG |
---|
307 | ! ************** |
---|
308 | STOP |
---|
309 | END IF |
---|
310 | |
---|
311 | |
---|
312 | |
---|
313 | ! Tri-Diagonal Matrix Coefficients |
---|
314 | ! ================================ |
---|
315 | |
---|
316 | IF (NewAAT) THEN |
---|
317 | psa_sq = psa_DY(ikl) *psa_DY(ikl) |
---|
318 | Ac__AT(ikl,mzp) = Ac0_AT(mzp) & |
---|
319 | & * roa_DY(ikl,mzp) *roamDY(ikl,mzp) & |
---|
320 | & / psa_sq |
---|
321 | DO k=mzp-1,1,-1 |
---|
322 | Ac__AT(ikl,k ) = Ac0_AT(k ) & |
---|
323 | & * roa_DY(ikl,k ) *roamDY(ikl,k ) & |
---|
324 | & / psa_sq |
---|
325 | Cc__AT(ikl,k+1) = Ac__AT(ikl,k) & |
---|
326 | & * roa_DY(ikl,k+1) /roa_DY(ikl,k ) |
---|
327 | ENDDO |
---|
328 | ENDIF |
---|
329 | |
---|
330 | A___AT(ikl,mzp) = Ac__AT(ikl,mzp) * Kz__AT(ikl,mzp) |
---|
331 | DO k=mzp-1,1,-1 |
---|
332 | A___AT(ikl,k ) = Ac__AT(ikl,k ) * Kz__AT(ikl,k ) |
---|
333 | C___AT(ikl,k+1) = Cc__AT(ikl,k+1) * Kz__AT(ikl,k ) |
---|
334 | ENDDO |
---|
335 | DO k= 2,mzp |
---|
336 | B___AT(ikl,k ) = 1.0000 - A___AT(ikl,k ) - C___AT(ikl,k ) |
---|
337 | ENDDO |
---|
338 | B___AT(ikl,1 ) = 1.0000 - A___AT(ikl,1 ) |
---|
339 | C___AT(ikl,1 ) = 0.0000 |
---|
340 | |
---|
341 | D___AT(ikl,1 ) = & |
---|
342 | & A___AT(ikl,1 ) * a_b_AT *(var_AT(ikl,1 ) - var_AT(ikl,2 )) |
---|
343 | |
---|
344 | k= mzp |
---|
345 | D___AT(ikl,k ) = & |
---|
346 | & A___AT(ikl,k ) * (a_b_AT * var_AT(ikl,k ) - var_AT(ikl,k+1) & |
---|
347 | & / betaAT) & |
---|
348 | & - C___AT(ikl,k ) * a_b_AT *(var_AT(ikl,k-1) - var_AT(ikl,k )) & |
---|
349 | & + var_AT(ikl,k ) |
---|
350 | A___AT(ikl,k ) = 0.0000 |
---|
351 | DO k= 2,mzp-1 |
---|
352 | D___AT(ikl,k ) = & |
---|
353 | & A___AT(ikl,k ) * a_b_AT *(var_AT(ikl,k ) - var_AT(ikl,k+1)) & |
---|
354 | & - C___AT(ikl,k ) * a_b_AT *(var_AT(ikl,k-1) - var_AT(ikl,k )) & |
---|
355 | & + var_AT(ikl,k ) |
---|
356 | ENDDO |
---|
357 | D___AT(ikl,1 ) = & |
---|
358 | & A___AT(ikl,1 ) * a_b_AT *(var_AT(ikl,1 ) - var_AT(ikl,2 )) & |
---|
359 | & + var_AT(ikl,1 ) |
---|
360 | |
---|
361 | |
---|
362 | |
---|
363 | ! Tri-Diagonal Matrix Resolution (Gaussian Elimination / Thomas Algorithm) |
---|
364 | ! ============================== |
---|
365 | |
---|
366 | ! Forward Sweep |
---|
367 | ! -------------- |
---|
368 | |
---|
369 | P___AT(1) = B___AT(ikl,1) |
---|
370 | Q___AT(1) = -A___AT(ikl,1) / P___AT(1) |
---|
371 | DO k=2,mzp |
---|
372 | P___AT(k) = C___AT(ikl,k) * Q___AT(k-1) + B___AT(ikl,k) |
---|
373 | Q___AT(k) = -A___AT(ikl,k) / P___AT(k) |
---|
374 | ENDDO |
---|
375 | X___AT(1) = D___AT(ikl,1) / P___AT(1) |
---|
376 | DO k=2,mzp |
---|
377 | X___AT(k) = (D___AT(ikl,k) - C___AT(ikl,k) * X___AT(k-1)) / P___AT(k) |
---|
378 | END DO |
---|
379 | |
---|
380 | |
---|
381 | ! Backward Sweep |
---|
382 | ! -------------- |
---|
383 | |
---|
384 | DO k= mzp-1,1,-1 |
---|
385 | X___AT(k) = Q___AT(k) * X___AT(k+1) + X___AT(k) |
---|
386 | END DO |
---|
387 | |
---|
388 | |
---|
389 | |
---|
390 | ! Elimination of too small values |
---|
391 | ! ------------------------------- |
---|
392 | |
---|
393 | IF (SchmAT.EQ.'w'.OR.SchmAT.EQ.'i'.OR.SchmAT.EQ.'C'.OR. & |
---|
394 | & SchmAT.EQ.'s'.OR.SchmAT.EQ.'r') THEN |
---|
395 | DO k= mzp ,1,-1 |
---|
396 | IF (X___AT(k).NE.0.0000 .AND. X___AT(k).LT.1.e-18) & |
---|
397 | & X___AT(k) = 0.0000 |
---|
398 | END DO |
---|
399 | END IF |
---|
400 | |
---|
401 | |
---|
402 | |
---|
403 | |
---|
404 | ! Tendency |
---|
405 | ! ======== |
---|
406 | |
---|
407 | ! Wind Speed |
---|
408 | ! ---------- |
---|
409 | |
---|
410 | IF (schmAT.EQ.'a') THEN |
---|
411 | DO k=1,mzp |
---|
412 | dua_AT(ikl,k) =(X___AT(k) - ua__DY(ikl,k)) / dt__AT |
---|
413 | ENDDO |
---|
414 | ELSE IF (schmAT.EQ.'b') THEN |
---|
415 | DO k=1,mzp |
---|
416 | dva_AT(ikl,k) =(X___AT(k) - va__DY(ikl,k)) / dt__AT |
---|
417 | ENDDO |
---|
418 | ELSE IF (schmAT.EQ.'u') THEN |
---|
419 | DO k=1,mzp |
---|
420 | dua_AT(ikl,k) =(X___AT(k) - ua__DY(ikl,k)) / dt__AT |
---|
421 | ENDDO |
---|
422 | ELSE IF (schmAT.EQ.'v') THEN |
---|
423 | DO k=1,mzp |
---|
424 | dva_AT(ikl,k) =(X___AT(k) - va__DY(ikl,k)) / dt__AT |
---|
425 | ENDDO |
---|
426 | |
---|
427 | |
---|
428 | ! Temperature |
---|
429 | ! ----------- |
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430 | |
---|
431 | ELSE IF (schmAT.EQ.'T') THEN |
---|
432 | DO k=1,mzp |
---|
433 | dpktAT(ikl,k) =(X___AT(k) - pkt_DY(ikl,k)) / dt__AT |
---|
434 | ENDDO |
---|
435 | |
---|
436 | |
---|
437 | ! Water Species |
---|
438 | ! ------------- |
---|
439 | |
---|
440 | ELSE IF (schmAT.EQ.'q') THEN |
---|
441 | DO k=1,mzp |
---|
442 | dqv_AT(ikl,k) =(X___AT(k) - qv__DY(ikl,k)) / dt__AT |
---|
443 | ENDDO |
---|
444 | |
---|
445 | ELSE IF (schmAT.EQ.'w') THEN |
---|
446 | DO k=1,mzp |
---|
447 | dqw_AT(ikl,k) =(X___AT(k) - qw__CM(ikl,k)) / dt__AT |
---|
448 | ENDDO |
---|
449 | |
---|
450 | ELSE IF (schmAT.EQ.'i') THEN |
---|
451 | DO k=1,mzp |
---|
452 | dqi_AT(ikl,k) =(X___AT(k) - qi__CM(ikl,k)) / dt__AT |
---|
453 | ENDDO |
---|
454 | |
---|
455 | ELSE IF (schmAT.EQ.'C') THEN |
---|
456 | DO k=1,mzp |
---|
457 | dCi_AT(ikl,k) =(X___AT(k) - CCNiCM(ikl,k)) / dt__AT |
---|
458 | ENDDO |
---|
459 | |
---|
460 | ELSE IF (schmAT.EQ.'s') THEN |
---|
461 | DO k=1,mzp |
---|
462 | dqs_AT(ikl,k) =(X___AT(k) - qs__CM(ikl,k)) / dt__AT |
---|
463 | ENDDO |
---|
464 | |
---|
465 | ELSE IF (schmAT.EQ.'r') THEN |
---|
466 | DO k=1,mzp |
---|
467 | dqr_AT(ikl,k) =(X___AT(k) - qr__CM(ikl,k)) / dt__AT |
---|
468 | ENDDO |
---|
469 | |
---|
470 | ELSE |
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471 | write(6,*) |
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472 | write(6,*) ' schmAT = ',schmAT |
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473 | write(6,*) ' Inadequate..., NOR for Ekman Spiral, NOR for momentum, NOR for scalars' |
---|
474 | write(6,*) ' ' |
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475 | |
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476 | ! ************** |
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477 | call MAR________BUG |
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478 | ! ************** |
---|
479 | STOP |
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480 | END IF |
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481 | |
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482 | |
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483 | ! ++++++ |
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484 | END DO |
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485 | ! ++++++ |
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486 | |
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487 | |
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488 | |
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489 | |
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490 | end subroutine Atm_AT |
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