1 | ! |
---|
2 | MODULE coef_diff_turb_mod |
---|
3 | ! |
---|
4 | ! This module contains some procedures for calculation of the coefficients of the |
---|
5 | ! turbulent diffusion in the atmosphere and coefficients for turbulent diffusion |
---|
6 | ! at surface(cdrag) |
---|
7 | ! |
---|
8 | IMPLICIT NONE |
---|
9 | |
---|
10 | CONTAINS |
---|
11 | ! |
---|
12 | !**************************************************************************************** |
---|
13 | ! |
---|
14 | SUBROUTINE coef_diff_turb(dtime, nsrf, knon, ni, & |
---|
15 | ypaprs, ypplay, yu, yv, yq, yt, yts, yrugos, yqsurf, ycdragm, & |
---|
16 | ycoefm, ycoefh ,yq2) |
---|
17 | |
---|
18 | USE dimphy |
---|
19 | ! |
---|
20 | ! Calculate coefficients(ycoefm, ycoefh) for turbulent diffusion in the |
---|
21 | ! atmosphere |
---|
22 | ! NB! No values are calculated between surface and the first model layer. |
---|
23 | ! ycoefm(:,1) and ycoefh(:,1) are not valid !!! |
---|
24 | ! |
---|
25 | ! |
---|
26 | ! Input arguments |
---|
27 | !**************************************************************************************** |
---|
28 | REAL, INTENT(IN) :: dtime |
---|
29 | INTEGER, INTENT(IN) :: nsrf, knon |
---|
30 | INTEGER, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: ni |
---|
31 | REAL, DIMENSION(klon,klev+1), INTENT(IN) :: ypaprs |
---|
32 | REAL, DIMENSION(klon,klev), INTENT(IN) :: ypplay |
---|
33 | REAL, DIMENSION(klon,klev), INTENT(IN) :: yu, yv |
---|
34 | REAL, DIMENSION(klon,klev), INTENT(IN) :: yq, yt |
---|
35 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: yts, yrugos, yqsurf |
---|
36 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: ycdragm |
---|
37 | |
---|
38 | ! InOutput arguments |
---|
39 | !**************************************************************************************** |
---|
40 | REAL, DIMENSION(klon,klev+1), INTENT(INOUT):: yq2 |
---|
41 | |
---|
42 | ! Output arguments |
---|
43 | !**************************************************************************************** |
---|
44 | REAL, DIMENSION(klon,klev), INTENT(OUT) :: ycoefh |
---|
45 | REAL, DIMENSION(klon,klev), INTENT(OUT) :: ycoefm |
---|
46 | |
---|
47 | ! Other local variables |
---|
48 | !**************************************************************************************** |
---|
49 | INTEGER :: k, i, j |
---|
50 | REAL, DIMENSION(klon,klev) :: ycoefm0, ycoefh0, yzlay, yteta |
---|
51 | REAL, DIMENSION(klon,klev+1) :: yzlev, q2diag, ykmm, ykmn, ykmq |
---|
52 | REAL, DIMENSION(klon) :: yustar |
---|
53 | |
---|
54 | ! Include |
---|
55 | !**************************************************************************************** |
---|
56 | INCLUDE "clesphys.h" |
---|
57 | INCLUDE "indicesol.h" |
---|
58 | INCLUDE "iniprint.h" |
---|
59 | INCLUDE "compbl.h" |
---|
60 | INCLUDE "YOETHF.h" |
---|
61 | INCLUDE "YOMCST.h" |
---|
62 | |
---|
63 | |
---|
64 | !**************************************************************************************** |
---|
65 | ! Calcul de coefficients de diffusion turbulent de l'atmosphere : |
---|
66 | ! ycoefm(:,2:klev), ycoefh(:,2:klev) |
---|
67 | ! |
---|
68 | !**************************************************************************************** |
---|
69 | |
---|
70 | CALL coefkz(nsrf, knon, ypaprs, ypplay, & |
---|
71 | ksta, ksta_ter, & |
---|
72 | yts, yrugos, yu, yv, yt, yq, & |
---|
73 | yqsurf, & |
---|
74 | ycoefm, ycoefh) |
---|
75 | |
---|
76 | !**************************************************************************************** |
---|
77 | ! Eventuelle recalcule des coeffeicients de diffusion turbulent de l'atmosphere : |
---|
78 | ! ycoefm(:,2:klev), ycoefh(:,2:klev) |
---|
79 | ! |
---|
80 | !**************************************************************************************** |
---|
81 | |
---|
82 | IF (iflag_pbl.EQ.1) THEN |
---|
83 | CALL coefkz2(nsrf, knon, ypaprs, ypplay, yt, & |
---|
84 | ycoefm0, ycoefh0) |
---|
85 | |
---|
86 | DO k = 2, klev |
---|
87 | DO i = 1, knon |
---|
88 | ycoefm(i,k) = MAX(ycoefm(i,k),ycoefm0(i,k)) |
---|
89 | ycoefh(i,k) = MAX(ycoefh(i,k),ycoefh0(i,k)) |
---|
90 | ENDDO |
---|
91 | ENDDO |
---|
92 | ENDIF |
---|
93 | |
---|
94 | |
---|
95 | !**************************************************************************************** |
---|
96 | ! Calcul d'une diffusion minimale pour les conditions tres stables |
---|
97 | ! |
---|
98 | !**************************************************************************************** |
---|
99 | IF (ok_kzmin) THEN |
---|
100 | CALL coefkzmin(knon,ypaprs,ypplay,yu,yv,yt,yq,ycdragm, & |
---|
101 | ycoefm0,ycoefh0) |
---|
102 | |
---|
103 | DO k = 2, klev |
---|
104 | DO i = 1, knon |
---|
105 | ycoefm(i,k) = MAX(ycoefm(i,k),ycoefm0(i,k)) |
---|
106 | ycoefh(i,k) = MAX(ycoefh(i,k),ycoefh0(i,k)) |
---|
107 | ENDDO |
---|
108 | ENDDO |
---|
109 | |
---|
110 | ENDIF |
---|
111 | |
---|
112 | |
---|
113 | !**************************************************************************************** |
---|
114 | ! MELLOR ET YAMADA adapte a Mars Richard Fournier et Frederic Hourdin |
---|
115 | ! |
---|
116 | !**************************************************************************************** |
---|
117 | |
---|
118 | IF (iflag_pbl.GE.3) THEN |
---|
119 | |
---|
120 | yzlay(1:knon,1)= & |
---|
121 | RD*yt(1:knon,1)/(0.5*(ypaprs(1:knon,1)+ypplay(1:knon,1))) & |
---|
122 | *(ypaprs(1:knon,1)-ypplay(1:knon,1))/RG |
---|
123 | DO k=2,klev |
---|
124 | DO i = 1, knon |
---|
125 | yzlay(i,k)= & |
---|
126 | yzlay(i,k-1)+RD*0.5*(yt(i,k-1)+yt(i,k)) & |
---|
127 | /ypaprs(i,k)*(ypplay(i,k-1)-ypplay(i,k))/RG |
---|
128 | END DO |
---|
129 | END DO |
---|
130 | |
---|
131 | DO k=1,klev |
---|
132 | DO i = 1, knon |
---|
133 | yteta(i,k)= & |
---|
134 | yt(i,k)*(ypaprs(i,1)/ypplay(i,k))**RKAPPA & |
---|
135 | *(1.+0.61*yq(i,k)) |
---|
136 | END DO |
---|
137 | END DO |
---|
138 | |
---|
139 | yzlev(1:knon,1)=0. |
---|
140 | yzlev(1:knon,klev+1)=2.*yzlay(1:knon,klev)-yzlay(1:knon,klev-1) |
---|
141 | DO k=2,klev |
---|
142 | DO i = 1, knon |
---|
143 | yzlev(i,k)=0.5*(yzlay(i,k)+yzlay(i,k-1)) |
---|
144 | END DO |
---|
145 | END DO |
---|
146 | |
---|
147 | !!$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
148 | !!$! Pour memoire, le papier Hourdin et al. 2002 a ete obtenur avec un |
---|
149 | !!$! bug sur les coefficients de surface : |
---|
150 | !!$! ycdragh(1:knon) = ycoefm(1:knon,1) |
---|
151 | !!$! ycdragm(1:knon) = ycoefh(1:knon,1) |
---|
152 | !!$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
153 | CALL ustarhb(knon,yu,yv,ycdragm, yustar) |
---|
154 | |
---|
155 | IF (prt_level > 9) THEN |
---|
156 | WRITE(lunout,*) 'USTAR = ',yustar |
---|
157 | ENDIF |
---|
158 | |
---|
159 | ! iflag_pbl peut etre utilise comme longuer de melange |
---|
160 | IF (iflag_pbl.GE.18) THEN |
---|
161 | CALL vdif_kcay(knon,dtime,RG,RD,ypaprs,yt, & |
---|
162 | yzlev,yzlay,yu,yv,yteta, & |
---|
163 | ycdragm,yq2,q2diag,ykmm,ykmn,yustar, & |
---|
164 | iflag_pbl) |
---|
165 | ELSE |
---|
166 | CALL yamada4(knon,dtime,RG,RD,ypaprs,yt, & |
---|
167 | yzlev,yzlay,yu,yv,yteta, & |
---|
168 | ycdragm,yq2,ykmm,ykmn,ykmq,yustar, & |
---|
169 | iflag_pbl) |
---|
170 | ENDIF |
---|
171 | |
---|
172 | ycoefm(1:knon,2:klev)=ykmm(1:knon,2:klev) |
---|
173 | ycoefh(1:knon,2:klev)=ykmn(1:knon,2:klev) |
---|
174 | |
---|
175 | ENDIF !(iflag_pbl.ge.3) |
---|
176 | |
---|
177 | END SUBROUTINE coef_diff_turb |
---|
178 | ! |
---|
179 | !**************************************************************************************** |
---|
180 | ! |
---|
181 | SUBROUTINE coefkz(nsrf, knon, paprs, pplay, & |
---|
182 | ksta, ksta_ter, & |
---|
183 | ts, rugos, & |
---|
184 | u,v,t,q, & |
---|
185 | qsurf, & |
---|
186 | pcfm, pcfh) |
---|
187 | |
---|
188 | USE dimphy |
---|
189 | |
---|
190 | !====================================================================== |
---|
191 | ! Auteur(s) F. Hourdin, M. Forichon, Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930922 |
---|
192 | ! (une version strictement identique a l'ancien modele) |
---|
193 | ! Objet: calculer le coefficient du frottement du sol (Cdrag) et les |
---|
194 | ! coefficients d'echange turbulent dans l'atmosphere. |
---|
195 | ! Arguments: |
---|
196 | ! nsrf-----input-I- indicateur de la nature du sol |
---|
197 | ! knon-----input-I- nombre de points a traiter |
---|
198 | ! paprs----input-R- pregssion a chaque intercouche (en Pa) |
---|
199 | ! pplay----input-R- pression au milieu de chaque couche (en Pa) |
---|
200 | ! ts-------input-R- temperature du sol (en Kelvin) |
---|
201 | ! rugos----input-R- longeur de rugosite (en m) |
---|
202 | ! u--------input-R- vitesse u |
---|
203 | ! v--------input-R- vitesse v |
---|
204 | ! t--------input-R- temperature (K) |
---|
205 | ! q--------input-R- vapeur d'eau (kg/kg) |
---|
206 | ! |
---|
207 | ! pcfm-----output-R- coefficients a calculer (vitesse) |
---|
208 | ! pcfh-----output-R- coefficients a calculer (chaleur et humidite) |
---|
209 | !====================================================================== |
---|
210 | INCLUDE "YOETHF.h" |
---|
211 | INCLUDE "FCTTRE.h" |
---|
212 | INCLUDE "iniprint.h" |
---|
213 | INCLUDE "indicesol.h" |
---|
214 | INCLUDE "compbl.h" |
---|
215 | INCLUDE "YOMCST.h" |
---|
216 | ! |
---|
217 | ! Arguments: |
---|
218 | ! |
---|
219 | INTEGER, INTENT(IN) :: knon, nsrf |
---|
220 | REAL, INTENT(IN) :: ksta, ksta_ter |
---|
221 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: ts |
---|
222 | REAL, DIMENSION(klon,klev+1), INTENT(IN) :: paprs |
---|
223 | REAL, DIMENSION(klon,klev), INTENT(IN) :: pplay |
---|
224 | REAL, DIMENSION(klon,klev), INTENT(IN) :: u, v, t, q |
---|
225 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: rugos |
---|
226 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: qsurf |
---|
227 | |
---|
228 | REAL, DIMENSION(klon,klev), INTENT(OUT) :: pcfm, pcfh |
---|
229 | |
---|
230 | ! |
---|
231 | ! Local variables: |
---|
232 | ! |
---|
233 | INTEGER, DIMENSION(klon) :: itop ! numero de couche du sommet de la couche limite |
---|
234 | ! |
---|
235 | ! Quelques constantes et options: |
---|
236 | ! |
---|
237 | REAL, PARAMETER :: cepdu2=0.1**2 |
---|
238 | REAL, PARAMETER :: CKAP=0.4 |
---|
239 | REAL, PARAMETER :: cb=5.0 |
---|
240 | REAL, PARAMETER :: cc=5.0 |
---|
241 | REAL, PARAMETER :: cd=5.0 |
---|
242 | REAL, PARAMETER :: clam=160.0 |
---|
243 | REAL, PARAMETER :: ratqs=0.05 ! largeur de distribution de vapeur d'eau |
---|
244 | LOGICAL, PARAMETER :: richum=.TRUE. ! utilise le nombre de Richardson humide |
---|
245 | REAL, PARAMETER :: ric=0.4 ! nombre de Richardson critique |
---|
246 | REAL, PARAMETER :: prandtl=0.4 |
---|
247 | REAL kstable ! diffusion minimale (situation stable) |
---|
248 | ! GKtest |
---|
249 | ! PARAMETER (kstable=1.0e-10) |
---|
250 | !IM: 261103 REAL kstable_ter, kstable_sinon |
---|
251 | !IM: 211003 cf GK PARAMETER (kstable_ter = 1.0e-6) |
---|
252 | !IM: 261103 PARAMETER (kstable_ter = 1.0e-8) |
---|
253 | !IM: 261103 PARAMETER (kstable_ter = 1.0e-10) |
---|
254 | !IM: 261103 PARAMETER (kstable_sinon = 1.0e-10) |
---|
255 | ! fin GKtest |
---|
256 | REAL, PARAMETER :: mixlen=35.0 ! constante controlant longueur de melange |
---|
257 | INTEGER isommet ! le sommet de la couche limite |
---|
258 | LOGICAL, PARAMETER :: tvirtu=.TRUE. ! calculer Ri d'une maniere plus performante |
---|
259 | LOGICAL, PARAMETER :: opt_ec=.FALSE.! formule du Centre Europeen dans l'atmosphere |
---|
260 | |
---|
261 | ! |
---|
262 | ! Variables locales: |
---|
263 | INTEGER i, k !IM 120704 |
---|
264 | REAL zgeop(klon,klev) |
---|
265 | REAL zmgeom(klon) |
---|
266 | REAL zri(klon) |
---|
267 | REAL zl2(klon) |
---|
268 | REAL zdphi, zdu2, ztvd, ztvu, zcdn |
---|
269 | REAL zscf |
---|
270 | REAL zt, zq, zdelta, zcvm5, zcor, zqs, zfr, zdqs |
---|
271 | REAL z2geomf, zalh2, zalm2, zscfh, zscfm |
---|
272 | REAL, PARAMETER :: t_coup=273.15 |
---|
273 | LOGICAL, PARAMETER :: check=.FALSE. |
---|
274 | ! |
---|
275 | ! contre-gradient pour la chaleur sensible: Kelvin/metre |
---|
276 | REAL gamt(2:klev) |
---|
277 | |
---|
278 | LOGICAL, SAVE :: appel1er=.TRUE. |
---|
279 | !$OMP THREADPRIVATE(appel1er) |
---|
280 | ! |
---|
281 | ! Fonctions thermodynamiques et fonctions d'instabilite |
---|
282 | REAL fsta, fins, x |
---|
283 | |
---|
284 | fsta(x) = 1.0 / (1.0+10.0*x*(1+8.0*x)) |
---|
285 | fins(x) = SQRT(1.0-18.0*x) |
---|
286 | |
---|
287 | isommet=klev |
---|
288 | |
---|
289 | IF (appel1er) THEN |
---|
290 | IF (prt_level > 9) THEN |
---|
291 | WRITE(lunout,*)'coefkz, opt_ec:', opt_ec |
---|
292 | WRITE(lunout,*)'coefkz, richum:', richum |
---|
293 | IF (richum) WRITE(lunout,*)'coefkz, ratqs:', ratqs |
---|
294 | WRITE(lunout,*)'coefkz, isommet:', isommet |
---|
295 | WRITE(lunout,*)'coefkz, tvirtu:', tvirtu |
---|
296 | appel1er = .FALSE. |
---|
297 | ENDIF |
---|
298 | ENDIF |
---|
299 | ! |
---|
300 | ! Initialiser les sorties |
---|
301 | ! |
---|
302 | DO k = 1, klev |
---|
303 | DO i = 1, knon |
---|
304 | pcfm(i,k) = 0.0 |
---|
305 | pcfh(i,k) = 0.0 |
---|
306 | ENDDO |
---|
307 | ENDDO |
---|
308 | DO i = 1, knon |
---|
309 | itop(i) = 0 |
---|
310 | ENDDO |
---|
311 | |
---|
312 | ! |
---|
313 | ! Prescrire la valeur de contre-gradient |
---|
314 | ! |
---|
315 | IF (iflag_pbl.EQ.1) THEN |
---|
316 | DO k = 3, klev |
---|
317 | gamt(k) = -1.0E-03 |
---|
318 | ENDDO |
---|
319 | gamt(2) = -2.5E-03 |
---|
320 | ELSE |
---|
321 | DO k = 2, klev |
---|
322 | gamt(k) = 0.0 |
---|
323 | ENDDO |
---|
324 | ENDIF |
---|
325 | !IM cf JLD/ GKtest |
---|
326 | IF ( nsrf .NE. is_oce ) THEN |
---|
327 | !IM 261103 kstable = kstable_ter |
---|
328 | kstable = ksta_ter |
---|
329 | ELSE |
---|
330 | !IM 261103 kstable = kstable_sinon |
---|
331 | kstable = ksta |
---|
332 | ENDIF |
---|
333 | !IM cf JLD/ GKtest fin |
---|
334 | |
---|
335 | ! |
---|
336 | ! Calculer les geopotentiels de chaque couche |
---|
337 | ! |
---|
338 | DO i = 1, knon |
---|
339 | zgeop(i,1) = RD * t(i,1) / (0.5*(paprs(i,1)+pplay(i,1))) & |
---|
340 | * (paprs(i,1)-pplay(i,1)) |
---|
341 | ENDDO |
---|
342 | DO k = 2, klev |
---|
343 | DO i = 1, knon |
---|
344 | zgeop(i,k) = zgeop(i,k-1) & |
---|
345 | + RD * 0.5*(t(i,k-1)+t(i,k)) / paprs(i,k) & |
---|
346 | * (pplay(i,k-1)-pplay(i,k)) |
---|
347 | ENDDO |
---|
348 | ENDDO |
---|
349 | |
---|
350 | ! |
---|
351 | ! Calculer les coefficients turbulents dans l'atmosphere |
---|
352 | ! |
---|
353 | DO i = 1, knon |
---|
354 | itop(i) = isommet |
---|
355 | ENDDO |
---|
356 | |
---|
357 | |
---|
358 | DO k = 2, isommet |
---|
359 | DO i = 1, knon |
---|
360 | zdu2=MAX(cepdu2,(u(i,k)-u(i,k-1))**2 & |
---|
361 | +(v(i,k)-v(i,k-1))**2) |
---|
362 | zmgeom(i)=zgeop(i,k)-zgeop(i,k-1) |
---|
363 | zdphi =zmgeom(i) / 2.0 |
---|
364 | zt = (t(i,k)+t(i,k-1)) * 0.5 |
---|
365 | zq = (q(i,k)+q(i,k-1)) * 0.5 |
---|
366 | |
---|
367 | ! |
---|
368 | ! Calculer Qs et dQs/dT: |
---|
369 | ! |
---|
370 | IF (thermcep) THEN |
---|
371 | zdelta = MAX(0.,SIGN(1.,RTT-zt)) |
---|
372 | zcvm5 = R5LES*RLVTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq)*(1.-zdelta) & |
---|
373 | + R5IES*RLSTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq)*zdelta |
---|
374 | zqs = R2ES * FOEEW(zt,zdelta) / pplay(i,k) |
---|
375 | zqs = MIN(0.5,zqs) |
---|
376 | zcor = 1./(1.-RETV*zqs) |
---|
377 | zqs = zqs*zcor |
---|
378 | zdqs = FOEDE(zt,zdelta,zcvm5,zqs,zcor) |
---|
379 | ELSE |
---|
380 | IF (zt .LT. t_coup) THEN |
---|
381 | zqs = qsats(zt) / pplay(i,k) |
---|
382 | zdqs = dqsats(zt,zqs) |
---|
383 | ELSE |
---|
384 | zqs = qsatl(zt) / pplay(i,k) |
---|
385 | zdqs = dqsatl(zt,zqs) |
---|
386 | ENDIF |
---|
387 | ENDIF |
---|
388 | ! |
---|
389 | ! calculer la fraction nuageuse (processus humide): |
---|
390 | ! |
---|
391 | if (zq /= 0.) then |
---|
392 | zfr = (zq+ratqs*zq-zqs) / (2.0*ratqs*zq) |
---|
393 | else |
---|
394 | zfr = 0. |
---|
395 | end if |
---|
396 | zfr = MAX(0.0,MIN(1.0,zfr)) |
---|
397 | IF (.NOT.richum) zfr = 0.0 |
---|
398 | ! |
---|
399 | ! calculer le nombre de Richardson: |
---|
400 | ! |
---|
401 | IF (tvirtu) THEN |
---|
402 | ztvd =( t(i,k) & |
---|
403 | + zdphi/RCPD/(1.+RVTMP2*zq) & |
---|
404 | *( (1.-zfr) + zfr*(1.+RLVTT*zqs/RD/zt)/(1.+zdqs) ) & |
---|
405 | )*(1.+RETV*q(i,k)) |
---|
406 | ztvu =( t(i,k-1) & |
---|
407 | - zdphi/RCPD/(1.+RVTMP2*zq) & |
---|
408 | *( (1.-zfr) + zfr*(1.+RLVTT*zqs/RD/zt)/(1.+zdqs) ) & |
---|
409 | )*(1.+RETV*q(i,k-1)) |
---|
410 | zri(i) =zmgeom(i)*(ztvd-ztvu)/(zdu2*0.5*(ztvd+ztvu)) |
---|
411 | zri(i) = zri(i) & |
---|
412 | + zmgeom(i)*zmgeom(i)/RG*gamt(k) & |
---|
413 | *(paprs(i,k)/101325.0)**RKAPPA & |
---|
414 | /(zdu2*0.5*(ztvd+ztvu)) |
---|
415 | |
---|
416 | ELSE ! calcul de Ridchardson compatible LMD5 |
---|
417 | |
---|
418 | zri(i) =(RCPD*(t(i,k)-t(i,k-1)) & |
---|
419 | -RD*0.5*(t(i,k)+t(i,k-1))/paprs(i,k) & |
---|
420 | *(pplay(i,k)-pplay(i,k-1)) & |
---|
421 | )*zmgeom(i)/(zdu2*0.5*RCPD*(t(i,k-1)+t(i,k))) |
---|
422 | zri(i) = zri(i) + & |
---|
423 | zmgeom(i)*zmgeom(i)*gamt(k)/RG & |
---|
424 | *(paprs(i,k)/101325.0)**RKAPPA & |
---|
425 | /(zdu2*0.5*(t(i,k-1)+t(i,k))) |
---|
426 | ENDIF |
---|
427 | ! |
---|
428 | ! finalement, les coefficients d'echange sont obtenus: |
---|
429 | ! |
---|
430 | zcdn=SQRT(zdu2) / zmgeom(i) * RG |
---|
431 | |
---|
432 | IF (opt_ec) THEN |
---|
433 | z2geomf=zgeop(i,k-1)+zgeop(i,k) |
---|
434 | zalm2=(0.5*ckap/RG*z2geomf & |
---|
435 | /(1.+0.5*ckap/rg/clam*z2geomf))**2 |
---|
436 | zalh2=(0.5*ckap/rg*z2geomf & |
---|
437 | /(1.+0.5*ckap/RG/(clam*SQRT(1.5*cd))*z2geomf))**2 |
---|
438 | IF (zri(i).LT.0.0) THEN ! situation instable |
---|
439 | zscf = ((zgeop(i,k)/zgeop(i,k-1))**(1./3.)-1.)**3 & |
---|
440 | / (zmgeom(i)/RG)**3 / (zgeop(i,k-1)/RG) |
---|
441 | zscf = SQRT(-zri(i)*zscf) |
---|
442 | zscfm = 1.0 / (1.0+3.0*cb*cc*zalm2*zscf) |
---|
443 | zscfh = 1.0 / (1.0+3.0*cb*cc*zalh2*zscf) |
---|
444 | pcfm(i,k)=zcdn*zalm2*(1.-2.0*cb*zri(i)*zscfm) |
---|
445 | pcfh(i,k)=zcdn*zalh2*(1.-3.0*cb*zri(i)*zscfh) |
---|
446 | ELSE ! situation stable |
---|
447 | zscf=SQRT(1.+cd*zri(i)) |
---|
448 | pcfm(i,k)=zcdn*zalm2/(1.+2.0*cb*zri(i)/zscf) |
---|
449 | pcfh(i,k)=zcdn*zalh2/(1.+3.0*cb*zri(i)*zscf) |
---|
450 | ENDIF |
---|
451 | ELSE |
---|
452 | zl2(i)=(mixlen*MAX(0.0,(paprs(i,k)-paprs(i,itop(i)+1)) & |
---|
453 | /(paprs(i,2)-paprs(i,itop(i)+1)) ))**2 |
---|
454 | pcfm(i,k)=SQRT(MAX(zcdn*zcdn*(ric-zri(i))/ric, kstable)) |
---|
455 | pcfm(i,k)= zl2(i)* pcfm(i,k) |
---|
456 | pcfh(i,k) = pcfm(i,k) /prandtl ! h et m different |
---|
457 | ENDIF |
---|
458 | ENDDO |
---|
459 | ENDDO |
---|
460 | |
---|
461 | ! |
---|
462 | ! Au-dela du sommet, pas de diffusion turbulente: |
---|
463 | ! |
---|
464 | DO i = 1, knon |
---|
465 | IF (itop(i)+1 .LE. klev) THEN |
---|
466 | DO k = itop(i)+1, klev |
---|
467 | pcfh(i,k) = 0.0 |
---|
468 | pcfm(i,k) = 0.0 |
---|
469 | ENDDO |
---|
470 | ENDIF |
---|
471 | ENDDO |
---|
472 | |
---|
473 | END SUBROUTINE coefkz |
---|
474 | ! |
---|
475 | !**************************************************************************************** |
---|
476 | ! |
---|
477 | SUBROUTINE coefkz2(nsrf, knon, paprs, pplay,t, & |
---|
478 | pcfm, pcfh) |
---|
479 | |
---|
480 | USE dimphy |
---|
481 | |
---|
482 | !====================================================================== |
---|
483 | ! J'introduit un peu de diffusion sauf dans les endroits |
---|
484 | ! ou une forte inversion est presente |
---|
485 | ! On peut dire qu'il represente la convection peu profonde |
---|
486 | ! |
---|
487 | ! Arguments: |
---|
488 | ! nsrf-----input-I- indicateur de la nature du sol |
---|
489 | ! knon-----input-I- nombre de points a traiter |
---|
490 | ! paprs----input-R- pression a chaque intercouche (en Pa) |
---|
491 | ! pplay----input-R- pression au milieu de chaque couche (en Pa) |
---|
492 | ! t--------input-R- temperature (K) |
---|
493 | ! |
---|
494 | ! pcfm-----output-R- coefficients a calculer (vitesse) |
---|
495 | ! pcfh-----output-R- coefficients a calculer (chaleur et humidite) |
---|
496 | !====================================================================== |
---|
497 | ! |
---|
498 | ! Arguments: |
---|
499 | ! |
---|
500 | INTEGER, INTENT(IN) :: knon, nsrf |
---|
501 | REAL, DIMENSION(klon, klev+1), INTENT(IN) :: paprs |
---|
502 | REAL, DIMENSION(klon, klev), INTENT(IN) :: pplay |
---|
503 | REAL, DIMENSION(klon, klev), INTENT(IN) :: t(klon,klev) |
---|
504 | |
---|
505 | REAL, DIMENSION(klon, klev), INTENT(OUT) :: pcfm, pcfh |
---|
506 | ! |
---|
507 | ! Quelques constantes et options: |
---|
508 | ! |
---|
509 | REAL, PARAMETER :: prandtl=0.4 |
---|
510 | REAL, PARAMETER :: kstable=0.002 |
---|
511 | ! REAL, PARAMETER :: kstable=0.001 |
---|
512 | REAL, PARAMETER :: mixlen=35.0 ! constante controlant longueur de melange |
---|
513 | REAL, PARAMETER :: seuil=-0.02 ! au-dela l'inversion est consideree trop faible |
---|
514 | ! PARAMETER (seuil=-0.04) |
---|
515 | ! PARAMETER (seuil=-0.06) |
---|
516 | ! PARAMETER (seuil=-0.09) |
---|
517 | |
---|
518 | ! |
---|
519 | ! Variables locales: |
---|
520 | ! |
---|
521 | INTEGER i, k, invb(knon) |
---|
522 | REAL zl2(knon) |
---|
523 | REAL zdthmin(knon), zdthdp |
---|
524 | |
---|
525 | INCLUDE "indicesol.h" |
---|
526 | INCLUDE "YOMCST.h" |
---|
527 | ! |
---|
528 | ! Initialiser les sorties |
---|
529 | ! |
---|
530 | DO k = 1, klev |
---|
531 | DO i = 1, knon |
---|
532 | pcfm(i,k) = 0.0 |
---|
533 | pcfh(i,k) = 0.0 |
---|
534 | ENDDO |
---|
535 | ENDDO |
---|
536 | |
---|
537 | ! |
---|
538 | ! Chercher la zone d'inversion forte |
---|
539 | ! |
---|
540 | DO i = 1, knon |
---|
541 | invb(i) = klev |
---|
542 | zdthmin(i)=0.0 |
---|
543 | ENDDO |
---|
544 | DO k = 2, klev/2-1 |
---|
545 | DO i = 1, knon |
---|
546 | zdthdp = (t(i,k)-t(i,k+1))/(pplay(i,k)-pplay(i,k+1)) & |
---|
547 | - RD * 0.5*(t(i,k)+t(i,k+1))/RCPD/paprs(i,k+1) |
---|
548 | zdthdp = zdthdp * 100.0 |
---|
549 | IF (pplay(i,k).GT.0.8*paprs(i,1) .AND. & |
---|
550 | zdthdp.LT.zdthmin(i) ) THEN |
---|
551 | zdthmin(i) = zdthdp |
---|
552 | invb(i) = k |
---|
553 | ENDIF |
---|
554 | ENDDO |
---|
555 | ENDDO |
---|
556 | |
---|
557 | ! |
---|
558 | ! Introduire une diffusion: |
---|
559 | ! |
---|
560 | IF ( nsrf.EQ.is_oce ) THEN |
---|
561 | DO k = 2, klev |
---|
562 | DO i = 1, knon |
---|
563 | !IM cf FH/GK IF ( (nsrf.NE.is_oce) .OR. ! si ce n'est pas sur l'ocean |
---|
564 | !IM cf FH/GK . (invb(i).EQ.klev) .OR. ! s'il n'y a pas d'inversion |
---|
565 | !IM cf JLD/ GKtest TERkz2 |
---|
566 | ! IF ( (nsrf.EQ.is_ter) .OR. ! si on est sur la terre |
---|
567 | ! fin GKtest |
---|
568 | |
---|
569 | |
---|
570 | ! s'il n'y a pas d'inversion ou si l'inversion est trop faible |
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571 | ! IF ( (nsrf.EQ.is_oce) .AND. & |
---|
572 | IF ( (invb(i).EQ.klev) .OR. (zdthmin(i).GT.seuil) ) THEN |
---|
573 | zl2(i)=(mixlen*MAX(0.0,(paprs(i,k)-paprs(i,klev+1)) & |
---|
574 | /(paprs(i,2)-paprs(i,klev+1)) ))**2 |
---|
575 | pcfm(i,k)= zl2(i)* kstable |
---|
576 | pcfh(i,k) = pcfm(i,k) /prandtl ! h et m different |
---|
577 | ENDIF |
---|
578 | ENDDO |
---|
579 | ENDDO |
---|
580 | ENDIF |
---|
581 | |
---|
582 | END SUBROUTINE coefkz2 |
---|
583 | ! |
---|
584 | !**************************************************************************************** |
---|
585 | ! |
---|
586 | END MODULE coef_diff_turb_mod |
---|