| [2089] | 1 | SUBROUTINE OLWB & |
|---|
| 2 | & ( KIDIA, KFDIA, KLON , KLEV & |
|---|
| 3 | & , PDT0 , PT , PTH & |
|---|
| 4 | & , PB , PBINT, PBSUIN, PBSUR , PBTOP , PDBSL & |
|---|
| 5 | & , PGA , PGB , PGASUR, PGBSUR, PGATOP, PGBTOP ) |
|---|
| 6 | ! |
|---|
| 7 | !**** *LWB* - COMPUTES BLACK-BODY FUNCTIONS FOR LONGWAVE CALCULATIONS |
|---|
| 8 | ! |
|---|
| 9 | ! PURPOSE. |
|---|
| 10 | ! -------- |
|---|
| 11 | ! COMPUTES PLANCK FUNCTIONS |
|---|
| 12 | ! |
|---|
| 13 | !** INTERFACE. |
|---|
| 14 | ! ---------- |
|---|
| 15 | ! |
|---|
| 16 | ! EXPLICIT ARGUMENTS : |
|---|
| 17 | ! -------------------- |
|---|
| 18 | ! ==== INPUTS === |
|---|
| 19 | ! PDT0 : (KLON) ; SURFACE TEMPERATURE DISCONTINUITY |
|---|
| 20 | ! PT : (KLON,KLEV) ; TEMPERATURE |
|---|
| 21 | ! PTH : (KLON,KLEV+1) ; HALF LEVEL TEMPERATURE |
|---|
| 22 | ! ==== OUTPUTS === |
|---|
| 23 | ! PB : (KLON,NISP,KLEV+1) ; SPECTRAL HALF LEVEL PLANCK FUNCTION |
|---|
| 24 | ! PBINT : (KLON,KLEV+1) ; HALF LEVEL PLANCK FUNCTION |
|---|
| 25 | ! PBSUIN : (KLON) ; SURFACE PLANCK FUNCTION |
|---|
| 26 | ! PBSUR : (KLON,NISP) ; SURFACE SPECTRAL PLANCK FUNCTION |
|---|
| 27 | ! PBTOP : (KLON,NISP) ; TOP SPECTRAL PLANCK FUNCTION |
|---|
| 28 | ! PDBSL : (KLON,NISP,KLEV*2); SUB-LAYER PLANCK FUNCTION GRADIENT |
|---|
| 29 | ! PGA : (KLON,8,2,KLEV); dB/dT-weighted LAYER PADE APPROXIMANTS |
|---|
| 30 | ! PGB : (KLON,8,2,KLEV); dB/dT-weighted LAYER PADE APPROXIMANTS |
|---|
| 31 | ! PGASUR, PGBSUR (KLON,8,2) ; SURFACE PADE APPROXIMANTS |
|---|
| 32 | ! PGATOP, PGBTOP (KLON,8,2) ; T.O.A. PADE APPROXIMANTS |
|---|
| 33 | ! |
|---|
| 34 | ! IMPLICIT ARGUMENTS : NONE |
|---|
| 35 | ! -------------------- |
|---|
| 36 | ! |
|---|
| 37 | ! METHOD. |
|---|
| 38 | ! ------- |
|---|
| 39 | ! |
|---|
| 40 | ! 1. COMPUTES THE PLANCK FUNCTION ON ALL LEVELS AND HALF LEVELS |
|---|
| 41 | ! FROM A POLYNOMIAL DEVELOPMENT OF PLANCK FUNCTION |
|---|
| 42 | ! |
|---|
| 43 | ! EXTERNALS. |
|---|
| 44 | ! ---------- |
|---|
| 45 | ! |
|---|
| 46 | ! NONE |
|---|
| 47 | ! |
|---|
| 48 | ! REFERENCE. |
|---|
| 49 | ! ---------- |
|---|
| 50 | ! |
|---|
| 51 | ! SEE RADIATION'S PART OF THE MODEL'S DOCUMENTATION AND |
|---|
| 52 | ! ECMWF RESEARCH DEPARTMENT DOCUMENTATION OF THE IFS " |
|---|
| 53 | ! |
|---|
| 54 | ! AUTHOR. |
|---|
| 55 | ! ------- |
|---|
| 56 | ! JEAN-JACQUES MORCRETTE *ECMWF* |
|---|
| 57 | ! |
|---|
| 58 | ! MODIFICATIONS. |
|---|
| 59 | ! -------------- |
|---|
| 60 | ! ORIGINAL : 89-07-14 |
|---|
| 61 | ! |
|---|
| 62 | !----------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 63 | |
|---|
| 64 | #include "tsmbkind.h" |
|---|
| 65 | |
|---|
| 66 | USE YOEOLW , ONLY : MXIXT ,NISP ,NIPD , GA ,& |
|---|
| 67 | & GB ,TINTP ,TSTAND ,TSTP ,XP |
|---|
| 68 | |
|---|
| 69 | IMPLICIT NONE |
|---|
| 70 | |
|---|
| 71 | |
|---|
| 72 | ! DUMMY INTEGER SCALARS |
|---|
| 73 | INTEGER_M :: KFDIA |
|---|
| 74 | INTEGER_M :: KIDIA |
|---|
| 75 | INTEGER_M :: KLEV |
|---|
| 76 | INTEGER_M :: KLON |
|---|
| 77 | |
|---|
| 78 | !----------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 79 | ! |
|---|
| 80 | !* 0.1 ARGUMENTS |
|---|
| 81 | ! --------- |
|---|
| 82 | ! |
|---|
| 83 | REAL_B :: PDT0(KLON), PT(KLON,KLEV), PTH(KLON,KLEV+1) |
|---|
| 84 | ! |
|---|
| 85 | REAL_B :: PB(KLON,NISP,KLEV+1), PBINT(KLON,KLEV+1) & |
|---|
| 86 | & , PBSUIN(KLON) , PBSUR(KLON,NISP) & |
|---|
| 87 | & , PBTOP(KLON,NISP) , PDBSL(KLON,NISP,KLEV*2) & |
|---|
| 88 | & , PGA(KLON,8,2,KLEV) , PGB(KLON,8,2,KLEV) & |
|---|
| 89 | & , PGASUR(KLON,8,2) , PGBSUR(KLON,8,2) & |
|---|
| 90 | & , PGATOP(KLON,8,2) , PGBTOP(KLON,8,2) |
|---|
| 91 | ! |
|---|
| 92 | !------------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 93 | ! |
|---|
| 94 | !* 0.2 LOCAL ARRAYS |
|---|
| 95 | ! ------------ |
|---|
| 96 | INTEGER_M :: INDB(KLON),INDS(KLON) |
|---|
| 97 | |
|---|
| 98 | REAL_B :: ZBLAY(KLON,KLEV),ZBLEV(KLON,KLEV+1) & |
|---|
| 99 | & , ZRES(KLON),ZRES2(KLON),ZTI(KLON),ZTI2(KLON) |
|---|
| 100 | |
|---|
| 101 | REAL_B :: ZDST1, ZDSTO1, ZDSTX, ZDSTOX |
|---|
| 102 | |
|---|
| 103 | INTEGER_M :: ILEV2, INDSU, INDT, INDTP, INDTO, INUS, INUE, IXTOX, IXTX & |
|---|
| 104 | & , JF, JG, JNU, JK, JK1, JK2, JL, IKL |
|---|
| 105 | ! |
|---|
| 106 | ! ------------------------------------------------------------------ |
|---|
| 107 | ! |
|---|
| 108 | ! |
|---|
| 109 | !* 1.0 PLANCK FUNCTIONS AND GRADIENTS |
|---|
| 110 | ! ------------------------------ |
|---|
| 111 | ! |
|---|
| 112 | ILEV2=2*KLEV |
|---|
| 113 | INUS=1 |
|---|
| 114 | INUE=NISP |
|---|
| 115 | |
|---|
| 116 | DO JK = 1 , KLEV+1 |
|---|
| 117 | DO JL = KIDIA,KFDIA |
|---|
| 118 | PBINT(JL,JK) = 0. |
|---|
| 119 | END DO |
|---|
| 120 | END DO |
|---|
| 121 | DO JNU=1,NISP |
|---|
| 122 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 123 | PBSUR(JL,JNU)=0. |
|---|
| 124 | PBTOP(JL,JNU)=0. |
|---|
| 125 | END DO |
|---|
| 126 | DO JK=1,KLEV |
|---|
| 127 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 128 | PB(JL,JNU,JK)=0. |
|---|
| 129 | END DO |
|---|
| 130 | END DO |
|---|
| 131 | DO JK=1,ILEV2 |
|---|
| 132 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 133 | PDBSL(JL,JNU,JK)=0. |
|---|
| 134 | END DO |
|---|
| 135 | END DO |
|---|
| 136 | END DO |
|---|
| 137 | DO JL = KIDIA,KFDIA |
|---|
| 138 | PBSUIN(JL) = 0. |
|---|
| 139 | END DO |
|---|
| 140 | ! |
|---|
| 141 | DO JNU=INUS,INUE |
|---|
| 142 | ! |
|---|
| 143 | ! |
|---|
| 144 | !* 1.1 LEVELS FROM SURFACE TO KLEV |
|---|
| 145 | ! ---------------------------- |
|---|
| 146 | ! TEMPERATURE ENTERED FROM TOP TO BOTTOM |
|---|
| 147 | ! |
|---|
| 148 | DO JK = 1 , KLEV |
|---|
| 149 | IKL=KLEV+1-JK |
|---|
| 150 | DO JL = KIDIA,KFDIA |
|---|
| 151 | ZTI(JL)=(PTH(JL,IKL+1)-TSTAND)/TSTAND |
|---|
| 152 | ZRES(JL) = XP(1,JNU)+ZTI(JL)*(XP(2,JNU)+ZTI(JL)*(XP(3,JNU) & |
|---|
| 153 | & +ZTI(JL)*(XP(4,JNU)+ZTI(JL)*(XP(5,JNU)+ZTI(JL)*(XP(6,JNU) & |
|---|
| 154 | & ))))) |
|---|
| 155 | PBINT(JL,JK)=PBINT(JL,JK)+ZRES(JL) |
|---|
| 156 | PB(JL,JNU,JK)= ZRES(JL) |
|---|
| 157 | ZBLEV(JL,JK) = ZRES(JL) |
|---|
| 158 | |
|---|
| 159 | ZTI2(JL)=(PT(JL,IKL)-TSTAND)/TSTAND |
|---|
| 160 | ZRES2(JL)=XP(1,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(2,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(3,JNU) & |
|---|
| 161 | & +ZTI2(JL)*(XP(4,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(5,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(6,JNU) & |
|---|
| 162 | & ))))) |
|---|
| 163 | ZBLAY(JL,JK) = ZRES2(JL) |
|---|
| 164 | END DO |
|---|
| 165 | END DO |
|---|
| 166 | ! |
|---|
| 167 | ! |
|---|
| 168 | !* 1.2 TOP OF THE ATMOSPHERE AND SURFACE |
|---|
| 169 | ! --------------------------------- |
|---|
| 170 | ! TEMPERATURE ENTERED FROM TOP TO BOTTOM |
|---|
| 171 | ! |
|---|
| 172 | DO JL = KIDIA,KFDIA |
|---|
| 173 | ZTI(JL)=(PTH(JL,1)-TSTAND)/TSTAND |
|---|
| 174 | ZTI2(JL) = (PTH(JL,KLEV+1) + PDT0(JL) - TSTAND) / TSTAND |
|---|
| 175 | ZRES(JL) = XP(1,JNU)+ZTI(JL)*(XP(2,JNU)+ZTI(JL)*(XP(3,JNU) & |
|---|
| 176 | & +ZTI(JL)*(XP(4,JNU)+ZTI(JL)*(XP(5,JNU)+ZTI(JL)*(XP(6,JNU) & |
|---|
| 177 | & ))))) |
|---|
| 178 | ZRES2(JL) = XP(1,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(2,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(3,JNU) & |
|---|
| 179 | & +ZTI2(JL)*(XP(4,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(5,JNU)+ZTI2(JL)*(XP(6,JNU) & |
|---|
| 180 | & ))))) |
|---|
| 181 | PBINT(JL,KLEV+1) = PBINT(JL,KLEV+1)+ZRES(JL) |
|---|
| 182 | PB(JL,JNU,KLEV+1)= ZRES(JL) |
|---|
| 183 | ZBLEV(JL,KLEV+1) = ZRES(JL) |
|---|
| 184 | PBTOP(JL,JNU) = ZRES(JL) |
|---|
| 185 | PBSUR(JL,JNU) = ZRES2(JL) |
|---|
| 186 | PBSUIN(JL) = PBSUIN(JL) + ZRES2(JL) |
|---|
| 187 | END DO |
|---|
| 188 | ! |
|---|
| 189 | ! |
|---|
| 190 | !* 1.3 GRADIENTS IN SUB-LAYERS |
|---|
| 191 | ! ----------------------- |
|---|
| 192 | ! |
|---|
| 193 | DO JK = 1 , KLEV |
|---|
| 194 | JK2 = 2 * JK |
|---|
| 195 | JK1 = JK2 - 1 |
|---|
| 196 | DO JL = KIDIA,KFDIA |
|---|
| 197 | PDBSL(JL,JNU,JK1) = ZBLAY(JL,JK ) - ZBLEV(JL,JK) |
|---|
| 198 | PDBSL(JL,JNU,JK2) = ZBLEV(JL,JK+1) - ZBLAY(JL,JK) |
|---|
| 199 | END DO |
|---|
| 200 | END DO |
|---|
| 201 | ! |
|---|
| 202 | END DO |
|---|
| 203 | ! |
|---|
| 204 | !* 2.0 CHOOSE THE RELEVANT SETS OF PADE APPROXIMANTS |
|---|
| 205 | ! --------------------------------------------- |
|---|
| 206 | ! |
|---|
| 207 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 208 | ZDSTO1 = (PTH(JL,1)-TINTP(1)) / TSTP |
|---|
| 209 | IXTOX = MAX( 1, MIN( INT(MXIXT), INT( ZDSTO1 + 1. ) ) ) |
|---|
| 210 | ZDSTOX = (PTH(JL,1)-TINTP(IXTOX))/TSTP |
|---|
| 211 | IF (ZDSTOX.LT.0.5) THEN |
|---|
| 212 | INDTO=IXTOX |
|---|
| 213 | ELSE |
|---|
| 214 | INDTO=IXTOX+1 |
|---|
| 215 | END IF |
|---|
| 216 | INDB(JL)=INDTO |
|---|
| 217 | |
|---|
| 218 | ZDST1 = (PTH(JL,KLEV+1)-TINTP(1)) / TSTP |
|---|
| 219 | IXTX = MAX( 1, MIN( INT(MXIXT), INT( ZDST1 + 1. ) ) ) |
|---|
| 220 | ZDSTX = (PTH(JL,KLEV+1)-TINTP(IXTX))/TSTP |
|---|
| 221 | IF (ZDSTX.LT.0.5) THEN |
|---|
| 222 | INDT=IXTX |
|---|
| 223 | ELSE |
|---|
| 224 | INDT=IXTX+1 |
|---|
| 225 | END IF |
|---|
| 226 | INDS(JL)=INDT |
|---|
| 227 | END DO |
|---|
| 228 | ! |
|---|
| 229 | DO JF=1,2 |
|---|
| 230 | DO JG=1, 8 |
|---|
| 231 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 232 | INDSU=INDS(JL) |
|---|
| 233 | PGASUR(JL,JG,JF)=GA(INDSU,2*JG-1,JF) |
|---|
| 234 | PGBSUR(JL,JG,JF)=GB(INDSU,2*JG-1,JF) |
|---|
| 235 | INDTP=INDB(JL) |
|---|
| 236 | PGATOP(JL,JG,JF)=GA(INDTP,2*JG-1,JF) |
|---|
| 237 | PGBTOP(JL,JG,JF)=GB(INDTP,2*JG-1,JF) |
|---|
| 238 | END DO |
|---|
| 239 | END DO |
|---|
| 240 | END DO |
|---|
| 241 | ! |
|---|
| 242 | DO JK=1,KLEV |
|---|
| 243 | IKL=KLEV+1-JK |
|---|
| 244 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 245 | ZDST1 = (PT(JL,IKL)-TINTP(1)) / TSTP |
|---|
| 246 | IXTX = MAX( 1, MIN( INT(MXIXT), INT( ZDST1 + 1. ) ) ) |
|---|
| 247 | ZDSTX = (PT(JL,IKL)-TINTP(IXTX))/TSTP |
|---|
| 248 | IF (ZDSTX.LT.0.5) THEN |
|---|
| 249 | INDT=IXTX |
|---|
| 250 | ELSE |
|---|
| 251 | INDT=IXTX+1 |
|---|
| 252 | END IF |
|---|
| 253 | INDB(JL)=INDT |
|---|
| 254 | END DO |
|---|
| 255 | ! |
|---|
| 256 | DO JF=1,2 |
|---|
| 257 | DO JG=1, 8 |
|---|
| 258 | DO JL=KIDIA,KFDIA |
|---|
| 259 | INDT=INDB(JL) |
|---|
| 260 | PGA(JL,JG,JF,JK)=GA(INDT,2*JG,JF) |
|---|
| 261 | PGB(JL,JG,JF,JK)=GB(INDT,2*JG,JF) |
|---|
| 262 | END DO |
|---|
| 263 | END DO |
|---|
| 264 | END DO |
|---|
| 265 | END DO |
|---|
| 266 | ! |
|---|
| 267 | ! ------------------------------------------------------------------ |
|---|
| 268 | ! |
|---|
| 269 | RETURN |
|---|
| 270 | END SUBROUTINE OLWB |
|---|
