source: LMDZ5/trunk/libf/phylmd/cv3_routines.F90 @ 3012

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Corrections for energy conservation in the
convective scheme (activated by fl_cor_ebil>=2):
the change of Cp of air with moisture is now
better accounted for in the tendency due to
vertical advection.

  • Property copyright set to
    Name of program: LMDZ
    Creation date: 1984
    Version: LMDZ5
    License: CeCILL version 2
    Holder: Laboratoire de m\'et\'eorologie dynamique, CNRS, UMR 8539
    See the license file in the root directory
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 151.8 KB
Line 
1
2! $Id: cv3_routines.F90 2908 2017-06-12 09:53:24Z fairhead $
3
4
5
6
7SUBROUTINE cv3_param(nd, k_upper, delt)
8
9  USE ioipsl_getin_p_mod, ONLY : getin_p
10  use mod_phys_lmdz_para
11  IMPLICIT NONE
12
13!------------------------------------------------------------
14!Set parameters for convectL for iflag_con = 3
15!------------------------------------------------------------
16
17
18!***  PBCRIT IS THE CRITICAL CLOUD DEPTH (MB) BENEATH WHICH THE ***
19!***      PRECIPITATION EFFICIENCY IS ASSUMED TO BE ZERO     ***
20!***  PTCRIT IS THE CLOUD DEPTH (MB) ABOVE WHICH THE PRECIP. ***
21!***            EFFICIENCY IS ASSUMED TO BE UNITY            ***
22!***  SIGD IS THE FRACTIONAL AREA COVERED BY UNSATURATED DNDRAFT  ***
23!***  SPFAC IS THE FRACTION OF PRECIPITATION FALLING OUTSIDE ***
24!***                        OF CLOUD                         ***
25
26![TAU: CHARACTERISTIC TIMESCALE USED TO COMPUTE ALPHA & BETA]
27!***    ALPHA AND BETA ARE PARAMETERS THAT CONTROL THE RATE OF ***
28!***                 APPROACH TO QUASI-EQUILIBRIUM           ***
29!***    (THEIR STANDARD VALUES ARE 1.0 AND 0.96, RESPECTIVELY) ***
30!***           (BETA MUST BE LESS THAN OR EQUAL TO 1)        ***
31
32!***    DTCRIT IS THE CRITICAL BUOYANCY (K) USED TO ADJUST THE ***
33!***                 APPROACH TO QUASI-EQUILIBRIUM           ***
34!***                     IT MUST BE LESS THAN 0              ***
35
36  include "cv3param.h"
37  include "conema3.h"
38
39  INTEGER, INTENT(IN)              :: nd
40  INTEGER, INTENT(IN)              :: k_upper
41  REAL, INTENT(IN)                 :: delt ! timestep (seconds)
42
43! Local variables
44  CHARACTER (LEN=20) :: modname = 'cv3_param'
45  CHARACTER (LEN=80) :: abort_message
46
47  LOGICAL, SAVE :: first = .TRUE.
48!$OMP THREADPRIVATE(first)
49
50!glb  noff: integer limit for convection (nd-noff)
51! minorig: First level of convection
52
53! -- limit levels for convection:
54
55!jyg<
56!  noff is chosen such that nl = k_upper so that upmost loops end at about 22 km
57!
58  noff = min(max(nd-k_upper, 1), (nd+1)/2)
59!!  noff = 1
60!>jyg
61  minorig = 1
62  nl = nd - noff
63  nlp = nl + 1
64  nlm = nl - 1
65
66  IF (first) THEN
67! -- "microphysical" parameters:
68! IM beg: ajout fis. reglage ep
69! CR+JYG: shedding coefficient (used when iflag_mix_adiab=1)
70! IM lu dans physiq.def via conf_phys.F90     epmax  = 0.993
71
72    omtrain = 45.0 ! used also for snow (no disctinction rain/snow)
73! -- misc:
74    dtovsh = -0.2 ! dT for overshoot
75! cc      dttrig = 5.   ! (loose) condition for triggering
76    dttrig = 10. ! (loose) condition for triggering
77    dtcrit = -2.0
78! -- end of convection
79! -- interface cloud parameterization:
80    delta = 0.01 ! cld
81! -- interface with boundary-layer (gust factor): (sb)
82    betad = 10.0 ! original value (from convect 4.3)
83
84! Var interm pour le getin
85     cv_flag_feed=1
86     CALL getin_p('cv_flag_feed',cv_flag_feed)
87     T_top_max = 1000.
88     CALL getin_p('t_top_max',T_top_max)
89     dpbase=-40.
90     CALL getin_p('dpbase',dpbase)
91     pbcrit=150.0
92     CALL getin_p('pbcrit',pbcrit)
93     ptcrit=500.0
94     CALL getin_p('ptcrit',ptcrit)
95     sigdz=0.01
96     CALL getin_p('sigdz',sigdz)
97     spfac=0.15
98     CALL getin_p('spfac',spfac)
99     tau=8000.
100     CALL getin_p('tau',tau)
101     flag_wb=1
102     CALL getin_p('flag_wb',flag_wb)
103     wbmax=6.
104     CALL getin_p('wbmax',wbmax)
105     ok_convstop=.False.
106     CALL getin_p('ok_convstop',ok_convstop)
107     tau_stop=15000.
108     CALL getin_p('tau_stop',tau_stop)
109     ok_intermittent=.False.
110     CALL getin_p('ok_intermittent',ok_intermittent)
111     ok_optim_yield=.False.
112     CALL getin_p('ok_optim_yield',ok_optim_yield)
113     ok_homo_tend=.TRUE.
114     CALL getin_p('ok_homo_tend',ok_homo_tend)
115     ok_entrain=.TRUE.
116     CALL getin_p('ok_entrain',ok_entrain)
117
118     coef_peel=0.25
119     CALL getin_p('coef_peel',coef_peel)
120
121     flag_epKEorig=1
122     CALL getin_p('flag_epKEorig',flag_epKEorig)
123     elcrit=0.0003
124     CALL getin_p('elcrit',elcrit)
125     tlcrit=-55.0
126     CALL getin_p('tlcrit',tlcrit)
127
128    WRITE (*, *) 't_top_max=', t_top_max
129    WRITE (*, *) 'dpbase=', dpbase
130    WRITE (*, *) 'pbcrit=', pbcrit
131    WRITE (*, *) 'ptcrit=', ptcrit
132    WRITE (*, *) 'sigdz=', sigdz
133    WRITE (*, *) 'spfac=', spfac
134    WRITE (*, *) 'tau=', tau
135    WRITE (*, *) 'flag_wb=', flag_wb
136    WRITE (*, *) 'wbmax=', wbmax
137    WRITE (*, *) 'ok_convstop=', ok_convstop
138    WRITE (*, *) 'tau_stop=', tau_stop
139    WRITE (*, *) 'ok_intermittent=', ok_intermittent
140    WRITE (*, *) 'ok_optim_yield =', ok_optim_yield
141    WRITE (*, *) 'coef_peel=', coef_peel
142
143    WRITE (*, *) 'flag_epKEorig=', flag_epKEorig
144    WRITE (*, *) 'elcrit=', elcrit
145    WRITE (*, *) 'tlcrit=', tlcrit
146    first = .FALSE.
147  END IF ! (first)
148
149  beta = 1.0 - delt/tau
150  alpha1 = 1.5E-3
151!JYG    Correction bug alpha
152  alpha1 = alpha1*1.5
153  alpha = alpha1*delt/tau
154!JYG    Bug
155! cc increase alpha to compensate W decrease:
156! c      alpha  = alpha*1.5
157
158  noconv_stop = max(2.,tau_stop/delt)
159
160  RETURN
161END SUBROUTINE cv3_param
162
163SUBROUTINE cv3_incrcount(len, nd, delt, sig)
164
165IMPLICIT NONE
166
167! =====================================================================
168!  Increment the counter sig(nd)
169! =====================================================================
170
171  include "cv3param.h"
172
173!inputs:
174  INTEGER, INTENT(IN)                     :: len
175  INTEGER, INTENT(IN)                     :: nd
176  REAL, INTENT(IN)                        :: delt ! timestep (seconds)
177
178!input/output
179  REAL, DIMENSION(len,nd), INTENT(INOUT)  :: sig
180
181!local variables
182  INTEGER il
183
184!    print *,'cv3_incrcount : noconv_stop ',noconv_stop
185!    print *,'cv3_incrcount in, sig(1,nd) ',sig(1,nd)
186    IF(ok_convstop) THEN
187      DO il = 1, len
188        sig(il, nd) = sig(il, nd) + 1.
189        sig(il, nd) = min(sig(il,nd), noconv_stop+0.1)
190      END DO
191    ELSE
192      DO il = 1, len
193        sig(il, nd) = sig(il, nd) + 1.
194        sig(il, nd) = min(sig(il,nd), 12.1)
195      END DO
196    ENDIF  ! (ok_convstop)
197!    print *,'cv3_incrcount out, sig(1,nd) ',sig(1,nd)
198
199  RETURN
200END SUBROUTINE cv3_incrcount
201
202SUBROUTINE cv3_prelim(len, nd, ndp1, t, q, p, ph, &
203                      lv, lf, cpn, tv, gz, h, hm, th)
204  IMPLICIT NONE
205
206! =====================================================================
207! --- CALCULATE ARRAYS OF GEOPOTENTIAL, HEAT CAPACITY & STATIC ENERGY
208! "ori": from convect4.3 (vectorized)
209! "convect3": to be exactly consistent with convect3
210! =====================================================================
211
212! inputs:
213  INTEGER len, nd, ndp1
214  REAL t(len, nd), q(len, nd), p(len, nd), ph(len, ndp1)
215
216! outputs:
217  REAL lv(len, nd), lf(len, nd), cpn(len, nd), tv(len, nd)
218  REAL gz(len, nd), h(len, nd), hm(len, nd)
219  REAL th(len, nd)
220
221! local variables:
222  INTEGER k, i
223  REAL rdcp
224  REAL tvx, tvy ! convect3
225  REAL cpx(len, nd)
226
227  include "cvthermo.h"
228  include "cv3param.h"
229
230
231! ori      do 110 k=1,nlp
232! abderr     do 110 k=1,nl ! convect3
233  DO k = 1, nlp
234
235    DO i = 1, len
236! debug          lv(i,k)= lv0-clmcpv*(t(i,k)-t0)
237      lv(i, k) = lv0 - clmcpv*(t(i,k)-273.15)
238      lf(i, k) = lf0 - clmci*(t(i,k)-273.15)
239      cpn(i, k) = cpd*(1.0-q(i,k)) + cpv*q(i, k)
240      cpx(i, k) = cpd*(1.0-q(i,k)) + cl*q(i, k)
241! ori          tv(i,k)=t(i,k)*(1.0+q(i,k)*epsim1)
242      tv(i, k) = t(i, k)*(1.0+q(i,k)/eps-q(i,k))
243      rdcp = (rrd*(1.-q(i,k))+q(i,k)*rrv)/cpn(i, k)
244      th(i, k) = t(i, k)*(1000.0/p(i,k))**rdcp
245    END DO
246  END DO
247
248! gz = phi at the full levels (same as p).
249
250!!  DO i = 1, len                    !jyg
251!!    gz(i, 1) = 0.0                 !jyg
252!!  END DO                           !jyg
253    gz(:,:) = 0.                     !jyg: initialization of the whole array
254! ori      do 140 k=2,nlp
255  DO k = 2, nl ! convect3
256    DO i = 1, len
257      tvx = t(i, k)*(1.+q(i,k)/eps-q(i,k))         !convect3
258      tvy = t(i, k-1)*(1.+q(i,k-1)/eps-q(i,k-1))   !convect3
259      gz(i, k) = gz(i, k-1) + 0.5*rrd*(tvx+tvy)* & !convect3
260                 (p(i,k-1)-p(i,k))/ph(i, k)        !convect3
261
262! c        print *,' gz(',k,')',gz(i,k),' tvx',tvx,' tvy ',tvy
263
264! ori         gz(i,k)=gz(i,k-1)+hrd*(tv(i,k-1)+tv(i,k))
265! ori    &         *(p(i,k-1)-p(i,k))/ph(i,k)
266    END DO
267  END DO
268
269! h  = phi + cpT (dry static energy).
270! hm = phi + cp(T-Tbase)+Lq
271
272! ori      do 170 k=1,nlp
273  DO k = 1, nl ! convect3
274    DO i = 1, len
275      h(i, k) = gz(i, k) + cpn(i, k)*t(i, k)
276      hm(i, k) = gz(i, k) + cpx(i, k)*(t(i,k)-t(i,1)) + lv(i, k)*q(i, k)
277    END DO
278  END DO
279
280  RETURN
281END SUBROUTINE cv3_prelim
282
283SUBROUTINE cv3_feed(len, nd, ok_conserv_q, &
284                    t, q, u, v, p, ph, h, gz, &
285                    p1feed, p2feed, wght, &
286                    wghti, tnk, thnk, qnk, qsnk, unk, vnk, &
287                    cpnk, hnk, nk, icb, icbmax, iflag, gznk, plcl)
288
289  USE mod_phys_lmdz_transfert_para, ONLY : bcast
290  USE add_phys_tend_mod, ONLY: fl_cor_ebil
291  IMPLICIT NONE
292
293! ================================================================
294! Purpose: CONVECTIVE FEED
295
296! Main differences with cv_feed:
297! - ph added in input
298! - here, nk(i)=minorig
299! - icb defined differently (plcl compared with ph instead of p)
300! - dry static energy as argument instead of moist static energy
301
302! Main differences with convect3:
303! - we do not compute dplcldt and dplcldr of CLIFT anymore
304! - values iflag different (but tests identical)
305! - A,B explicitely defined (!...)
306! ================================================================
307
308  include "cv3param.h"
309  include "cvthermo.h"
310
311!inputs:
312  INTEGER, INTENT (IN)                               :: len, nd
313  LOGICAL, INTENT (IN)                               :: ok_conserv_q
314  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (IN)             :: t, q, p
315  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (IN)             :: u, v
316  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (IN)             :: h, gz
317  REAL, DIMENSION (len, nd+1), INTENT (IN)           :: ph
318  REAL, DIMENSION (len), INTENT (IN)                 :: p1feed
319  REAL, DIMENSION (nd), INTENT (IN)                  :: wght
320!input-output
321  REAL, DIMENSION (len), INTENT (INOUT)              :: p2feed
322!outputs:
323  INTEGER, INTENT (OUT)                              :: icbmax
324  INTEGER, DIMENSION (len), INTENT (OUT)             :: iflag, nk, icb
325  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (OUT)            :: wghti
326  REAL, DIMENSION (len), INTENT (OUT)                :: tnk, thnk, qnk, qsnk
327  REAL, DIMENSION (len), INTENT (OUT)                :: unk, vnk
328  REAL, DIMENSION (len), INTENT (OUT)                :: cpnk, hnk, gznk
329  REAL, DIMENSION (len), INTENT (OUT)                :: plcl
330
331!local variables:
332  INTEGER i, k, iter, niter
333  INTEGER ihmin(len)
334  REAL work(len)
335  REAL pup(len), plo(len), pfeed(len)
336  REAL plclup(len), plcllo(len), plclfeed(len)
337  REAL pfeedmin(len)
338  REAL posit(len)
339  LOGICAL nocond(len)
340
341!jyg20140217<
342  INTEGER iostat
343  LOGICAL, SAVE :: first
344  LOGICAL, SAVE :: ok_new_feed
345  REAL, SAVE :: dp_lcl_feed
346!$OMP THREADPRIVATE (first,ok_new_feed,dp_lcl_feed)
347  DATA first/.TRUE./
348  DATA dp_lcl_feed/2./
349
350  IF (first) THEN
351!$OMP MASTER
352    ok_new_feed = ok_conserv_q
353    OPEN (98, FILE='cv3feed_param.data', STATUS='old', FORM='formatted', IOSTAT=iostat)
354    IF (iostat==0) THEN
355      READ (98, *, END=998) ok_new_feed
356998   CONTINUE
357      CLOSE (98)
358    END IF
359    PRINT *, ' ok_new_feed: ', ok_new_feed
360!$OMP END MASTER
361    call bcast(ok_new_feed)
362    first = .FALSE.   
363  END IF
364!jyg>
365! -------------------------------------------------------------------
366! --- Origin level of ascending parcels for convect3:
367! -------------------------------------------------------------------
368
369  DO i = 1, len
370    nk(i) = minorig
371    gznk(i) = gz(i, nk(i))
372  END DO
373
374! -------------------------------------------------------------------
375! --- Adjust feeding layer thickness so that lifting up to the top of
376! --- the feeding layer does not induce condensation (i.e. so that
377! --- plcl < p2feed).
378! --- Method : iterative secant method.
379! -------------------------------------------------------------------
380
381! 1- First bracketing of the solution : ph(nk+1), p2feed
382
383! 1.a- LCL associated with p2feed
384  DO i = 1, len
385    pup(i) = p2feed(i)
386  END DO
387  IF (fl_cor_ebil >=2 ) THEN
388    CALL cv3_estatmix(len, nd, iflag, p1feed, pup, p, ph, &
389                     t, q, u, v, h, gz, wght, &
390                     wghti, nk, tnk, thnk, qnk, qsnk, unk, vnk, plclup)
391  ELSE
392    CALL cv3_enthalpmix(len, nd, iflag, p1feed, pup, p, ph, &
393                       t, q, u, v, wght, &
394                       wghti, nk, tnk, thnk, qnk, qsnk, unk, vnk, plclup)
395  ENDIF  ! (fl_cor_ebil >=2 )
396! 1.b- LCL associated with ph(nk+1)
397  DO i = 1, len
398    plo(i) = ph(i, nk(i)+1)
399  END DO
400  IF (fl_cor_ebil >=2 ) THEN
401    CALL cv3_estatmix(len, nd, iflag, p1feed, plo, p, ph, &
402                     t, q, u, v, h, gz, wght, &
403                     wghti, nk, tnk, thnk, qnk, qsnk, unk, vnk, plcllo)
404  ELSE
405    CALL cv3_enthalpmix(len, nd, iflag, p1feed, plo, p, ph, &
406                       t, q, u, v, wght, &
407                       wghti, nk, tnk, thnk, qnk, qsnk, unk, vnk, plcllo)
408  ENDIF  ! (fl_cor_ebil >=2 )
409! 2- Iterations
410  niter = 5
411  DO iter = 1, niter
412    DO i = 1, len
413      plcllo(i) = min(plo(i), plcllo(i))
414      plclup(i) = max(pup(i), plclup(i))
415      nocond(i) = plclup(i) <= pup(i)
416    END DO
417    DO i = 1, len
418      IF (nocond(i)) THEN
419        pfeed(i) = pup(i)
420      ELSE
421!JYG20140217<
422        IF (ok_new_feed) THEN
423          pfeed(i) = (pup(i)*(plo(i)-plcllo(i)-dp_lcl_feed)+  &
424                      plo(i)*(plclup(i)-pup(i)+dp_lcl_feed))/ &
425                     (plo(i)-plcllo(i)+plclup(i)-pup(i))
426        ELSE
427          pfeed(i) = (pup(i)*(plo(i)-plcllo(i))+  &
428                      plo(i)*(plclup(i)-pup(i)))/ &
429                     (plo(i)-plcllo(i)+plclup(i)-pup(i))
430        END IF
431!JYG>
432      END IF
433    END DO
434!jyg20140217<
435! For the last iteration, make sure that the top of the feeding layer
436! and LCL are not in the same layer:
437    IF (ok_new_feed) THEN
438      IF (iter==niter) THEN
439        DO i = 1,len                         !jyg
440          pfeedmin(i) = ph(i,minorig+1)      !jyg
441        ENDDO                                !jyg
442        DO k = minorig+1, nl                 !jyg
443!!        DO k = minorig, nl                 !jyg
444          DO i = 1, len
445            IF (ph(i,k)>=plclfeed(i)) pfeedmin(i) = ph(i, k)
446          END DO
447        END DO
448        DO i = 1, len
449          pfeed(i) = max(pfeedmin(i), pfeed(i))
450        END DO
451      END IF
452    END IF
453!jyg>
454
455    IF (fl_cor_ebil >=2 ) THEN
456      CALL cv3_estatmix(len, nd, iflag, p1feed, pfeed, p, ph, &
457                       t, q, u, v, h, gz, wght, &
458                       wghti, nk, tnk, thnk, qnk, qsnk, unk, vnk, plclfeed)
459    ELSE
460      CALL cv3_enthalpmix(len, nd, iflag, p1feed, pfeed, p, ph, &
461                         t, q, u, v, wght, &
462                         wghti, nk, tnk, thnk, qnk, qsnk, unk, vnk, plclfeed)
463    ENDIF  ! (fl_cor_ebil >=2 )
464!jyg20140217<
465    IF (ok_new_feed) THEN
466      DO i = 1, len
467        posit(i) = (sign(1.,plclfeed(i)-pfeed(i)+dp_lcl_feed)+1.)*0.5
468        IF (plclfeed(i)-pfeed(i)+dp_lcl_feed==0.) posit(i) = 1.
469      END DO
470    ELSE
471      DO i = 1, len
472        posit(i) = (sign(1.,plclfeed(i)-pfeed(i))+1.)*0.5
473        IF (plclfeed(i)==pfeed(i)) posit(i) = 1.
474      END DO
475    END IF
476!jyg>
477    DO i = 1, len
478! - posit = 1 when lcl is below top of feeding layer (plclfeed>pfeed)
479! -               => pup=pfeed
480! - posit = 0 when lcl is above top of feeding layer (plclfeed<pfeed)
481! -               => plo=pfeed
482      pup(i) = posit(i)*pfeed(i) + (1.-posit(i))*pup(i)
483      plo(i) = (1.-posit(i))*pfeed(i) + posit(i)*plo(i)
484      plclup(i) = posit(i)*plclfeed(i) + (1.-posit(i))*plclup(i)
485      plcllo(i) = (1.-posit(i))*plclfeed(i) + posit(i)*plcllo(i)
486    END DO
487  END DO !  iter
488
489  DO i = 1, len
490    p2feed(i) = pfeed(i)
491    plcl(i) = plclfeed(i)
492  END DO
493
494  DO i = 1, len
495    cpnk(i) = cpd*(1.0-qnk(i)) + cpv*qnk(i)
496    hnk(i) = gz(i, 1) + cpnk(i)*tnk(i)
497  END DO
498
499! -------------------------------------------------------------------
500! --- Check whether parcel level temperature and specific humidity
501! --- are reasonable
502! -------------------------------------------------------------------
503  IF (cv_flag_feed == 1) THEN
504    DO i = 1, len
505      IF (((tnk(i)<250.0)                       .OR.  &
506           (qnk(i)<=0.0))                       .AND. &
507          (iflag(i)==0)) iflag(i) = 7
508    END DO
509  ELSEIF (cv_flag_feed >= 2) THEN
510! --- and demand that LCL be high enough
511    DO i = 1, len
512      IF (((tnk(i)<250.0)                       .OR.  &
513           (qnk(i)<=0.0)                        .OR.  &
514           (plcl(i)>min(0.99*ph(i,1),ph(i,3)))) .AND. &
515          (iflag(i)==0)) iflag(i) = 7
516    END DO
517  ENDIF
518
519! -------------------------------------------------------------------
520! --- Calculate first level above lcl (=icb)
521! -------------------------------------------------------------------
522
523!@      do 270 i=1,len
524!@       icb(i)=nlm
525!@ 270  continue
526!@c
527!@      do 290 k=minorig,nl
528!@        do 280 i=1,len
529!@          if((k.ge.(nk(i)+1)).and.(p(i,k).lt.plcl(i)))
530!@     &    icb(i)=min(icb(i),k)
531!@ 280    continue
532!@ 290  continue
533!@c
534!@      do 300 i=1,len
535!@        if((icb(i).ge.nlm).and.(iflag(i).eq.0))iflag(i)=9
536!@ 300  continue
537
538  DO i = 1, len
539    icb(i) = nlm
540  END DO
541
542! la modification consiste a comparer plcl a ph et non a p:
543! icb est defini par :  ph(icb)<plcl<ph(icb-1)
544!@      do 290 k=minorig,nl
545  DO k = 3, nl - 1 ! modif pour que icb soit sup/egal a 2
546    DO i = 1, len
547      IF (ph(i,k)<plcl(i)) icb(i) = min(icb(i), k)
548    END DO
549  END DO
550
551
552! print*,'icb dans cv3_feed '
553! write(*,'(64i2)') icb(2:len-1)
554! call dump2d(64,43,'plcl dans cv3_feed ',plcl(2:len-1))
555
556  DO i = 1, len
557!@        if((icb(i).ge.nlm).and.(iflag(i).eq.0))iflag(i)=9
558    IF ((icb(i)==nlm) .AND. (iflag(i)==0)) iflag(i) = 9
559  END DO
560
561  DO i = 1, len
562    icb(i) = icb(i) - 1 ! icb sup ou egal a 2
563  END DO
564
565! Compute icbmax.
566
567  icbmax = 2
568  DO i = 1, len
569!!        icbmax=max(icbmax,icb(i))
570    IF (iflag(i)<7) icbmax = max(icbmax, icb(i))     ! sb Jun7th02
571  END DO
572
573  RETURN
574END SUBROUTINE cv3_feed
575
576SUBROUTINE cv3_undilute1(len, nd, t, qs, gz, plcl, p, icb, tnk, qnk, gznk, &
577                         tp, tvp, clw, icbs)
578  IMPLICIT NONE
579
580! ----------------------------------------------------------------
581! Equivalent de TLIFT entre NK et ICB+1 inclus
582
583! Differences with convect4:
584!    - specify plcl in input
585!    - icbs is the first level above LCL (may differ from icb)
586!    - in the iterations, used x(icbs) instead x(icb)
587!    - many minor differences in the iterations
588!    - tvp is computed in only one time
589!    - icbs: first level above Plcl (IMIN de TLIFT) in output
590!    - if icbs=icb, compute also tp(icb+1),tvp(icb+1) & clw(icb+1)
591! ----------------------------------------------------------------
592
593  include "cvthermo.h"
594  include "cv3param.h"
595
596! inputs:
597  INTEGER, INTENT (IN)                              :: len, nd
598  INTEGER, DIMENSION (len), INTENT (IN)             :: icb
599  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (IN)            :: t, qs, gz
600  REAL, DIMENSION (len), INTENT (IN)                :: tnk, qnk, gznk
601  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (IN)            :: p
602  REAL, DIMENSION (len), INTENT (IN)                :: plcl              ! convect3
603
604! outputs:
605  INTEGER, DIMENSION (len), INTENT (OUT)            :: icbs
606  REAL, DIMENSION (len, nd), INTENT (OUT)           :: tp, tvp, clw
607
608! local variables:
609  INTEGER i, k
610  INTEGER icb1(len), icbsmax2                                            ! convect3
611  REAL tg, qg, alv, s, ahg, tc, denom, es, rg
612  REAL ah0(len), cpp(len)
613  REAL ticb(len), gzicb(len)
614  REAL qsicb(len)                                                        ! convect3
615  REAL cpinv(len)                                                        ! convect3
616
617! -------------------------------------------------------------------
618! --- Calculates the lifted parcel virtual temperature at nk,
619! --- the actual temperature, and the adiabatic
620! --- liquid water content. The procedure is to solve the equation.
621!     cp*tp+L*qp+phi=cp*tnk+L*qnk+gznk.
622! -------------------------------------------------------------------
623
624
625! ***  Calculate certain parcel quantities, including static energy   ***
626
627  DO i = 1, len
628    ah0(i) = (cpd*(1.-qnk(i))+cl*qnk(i))*tnk(i) + qnk(i)*(lv0-clmcpv*(tnk(i)-273.15)) + gznk(i)
629    cpp(i) = cpd*(1.-qnk(i)) + qnk(i)*cpv
630    cpinv(i) = 1./cpp(i)
631  END DO
632
633! ***   Calculate lifted parcel quantities below cloud base   ***
634
635  DO i = 1, len                                           !convect3
636    icb1(i) = min(max(icb(i), 2), nl)
637! if icb is below LCL, start loop at ICB+1:
638! (icbs est le premier niveau au-dessus du LCL)
639    icbs(i) = icb1(i)                                     !convect3
640    IF (plcl(i)<p(i,icb1(i))) THEN
641      icbs(i) = min(icbs(i)+1, nl)                        !convect3
642    END IF
643  END DO                                                  !convect3
644
645  DO i = 1, len !convect3
646    ticb(i) = t(i, icbs(i))                               !convect3
647    gzicb(i) = gz(i, icbs(i))                             !convect3
648    qsicb(i) = qs(i, icbs(i))                             !convect3
649  END DO !convect3
650
651
652! Re-compute icbsmax (icbsmax2):                          !convect3
653!                                                         !convect3
654  icbsmax2 = 2                                            !convect3
655  DO i = 1, len                                           !convect3
656    icbsmax2 = max(icbsmax2, icbs(i))                     !convect3
657  END DO                                                  !convect3
658
659! initialization outputs:
660
661  DO k = 1, icbsmax2                                      ! convect3
662    DO i = 1, len                                         ! convect3
663      tp(i, k) = 0.0                                      ! convect3
664      tvp(i, k) = 0.0                                     ! convect3
665      clw(i, k) = 0.0                                     ! convect3
666    END DO                                                ! convect3
667  END DO                                                  ! convect3
668
669! tp and tvp below cloud base:
670
671  DO k = minorig, icbsmax2 - 1
672    DO i = 1, len
673      tp(i, k) = tnk(i) - (gz(i,k)-gznk(i))*cpinv(i)
674      tvp(i, k) = tp(i, k)*(1.+qnk(i)/eps-qnk(i))        !whole thing (convect3)
675    END DO
676  END DO
677
678! ***  Find lifted parcel quantities above cloud base    ***
679
680  DO i = 1, len
681    tg = ticb(i)
682! ori         qg=qs(i,icb(i))
683    qg = qsicb(i) ! convect3
684! debug         alv=lv0-clmcpv*(ticb(i)-t0)
685    alv = lv0 - clmcpv*(ticb(i)-273.15)
686
687! First iteration.
688
689! ori          s=cpd+alv*alv*qg/(rrv*ticb(i)*ticb(i))
690    s = cpd*(1.-qnk(i)) + cl*qnk(i) + &                   ! convect3
691        alv*alv*qg/(rrv*ticb(i)*ticb(i))                  ! convect3
692    s = 1./s
693! ori          ahg=cpd*tg+(cl-cpd)*qnk(i)*ticb(i)+alv*qg+gzicb(i)
694    ahg = cpd*tg + (cl-cpd)*qnk(i)*tg + alv*qg + gzicb(i) ! convect3
695    tg = tg + s*(ah0(i)-ahg)
696! ori          tg=max(tg,35.0)
697! debug          tc=tg-t0
698    tc = tg - 273.15
699    denom = 243.5 + tc
700    denom = max(denom, 1.0) ! convect3
701! ori          if(tc.ge.0.0)then
702    es = 6.112*exp(17.67*tc/denom)
703! ori          else
704! ori           es=exp(23.33086-6111.72784/tg+0.15215*log(tg))
705! ori          endif
706! ori          qg=eps*es/(p(i,icb(i))-es*(1.-eps))
707    qg = eps*es/(p(i,icbs(i))-es*(1.-eps))
708
709! Second iteration.
710
711
712! ori          s=cpd+alv*alv*qg/(rrv*ticb(i)*ticb(i))
713! ori          s=1./s
714! ori          ahg=cpd*tg+(cl-cpd)*qnk(i)*ticb(i)+alv*qg+gzicb(i)
715    ahg = cpd*tg + (cl-cpd)*qnk(i)*tg + alv*qg + gzicb(i) ! convect3
716    tg = tg + s*(ah0(i)-ahg)
717! ori          tg=max(tg,35.0)
718! debug          tc=tg-t0
719    tc = tg - 273.15
720    denom = 243.5 + tc
721    denom = max(denom, 1.0)                               ! convect3
722! ori          if(tc.ge.0.0)then
723    es = 6.112*exp(17.67*tc/denom)
724! ori          else
725! ori           es=exp(23.33086-6111.72784/tg+0.15215*log(tg))
726! ori          end if
727! ori          qg=eps*es/(p(i,icb(i))-es*(1.-eps))
728    qg = eps*es/(p(i,icbs(i))-es*(1.-eps))
729
730    alv = lv0 - clmcpv*(ticb(i)-273.15)
731
732! ori c approximation here:
733! ori         tp(i,icb(i))=(ah0(i)-(cl-cpd)*qnk(i)*ticb(i)
734! ori     &   -gz(i,icb(i))-alv*qg)/cpd
735
736! convect3: no approximation:
737    tp(i, icbs(i)) = (ah0(i)-gz(i,icbs(i))-alv*qg)/(cpd+(cl-cpd)*qnk(i))
738
739! ori         clw(i,icb(i))=qnk(i)-qg
740! ori         clw(i,icb(i))=max(0.0,clw(i,icb(i)))
741    clw(i, icbs(i)) = qnk(i) - qg
742    clw(i, icbs(i)) = max(0.0, clw(i,icbs(i)))
743
744    rg = qg/(1.-qnk(i))
745! ori         tvp(i,icb(i))=tp(i,icb(i))*(1.+rg*epsi)
746! convect3: (qg utilise au lieu du vrai mixing ratio rg)
747    tvp(i, icbs(i)) = tp(i, icbs(i))*(1.+qg/eps-qnk(i))   !whole thing
748
749  END DO
750
751! ori      do 380 k=minorig,icbsmax2
752! ori       do 370 i=1,len
753! ori         tvp(i,k)=tvp(i,k)-tp(i,k)*qnk(i)
754! ori 370   continue
755! ori 380  continue
756
757
758! -- The following is only for convect3:
759
760! * icbs is the first level above the LCL:
761! if plcl<p(icb), then icbs=icb+1
762! if plcl>p(icb), then icbs=icb
763
764! * the routine above computes tvp from minorig to icbs (included).
765
766! * to compute buoybase (in cv3_trigger.F), both tvp(icb) and tvp(icb+1)
767! must be known. This is the case if icbs=icb+1, but not if icbs=icb.
768
769! * therefore, in the case icbs=icb, we compute tvp at level icb+1
770! (tvp at other levels will be computed in cv3_undilute2.F)
771
772
773  DO i = 1, len
774    ticb(i) = t(i, icb(i)+1)
775    gzicb(i) = gz(i, icb(i)+1)
776    qsicb(i) = qs(i, icb(i)+1)
777  END DO
778
779  DO i = 1, len
780    tg = ticb(i)
781    qg = qsicb(i) ! convect3
782! debug         alv=lv0-clmcpv*(ticb(i)-t0)
783    alv = lv0 - clmcpv*(ticb(i)-273.15)
784
785! First iteration.
786
787! ori          s=cpd+alv*alv*qg/(rrv*ticb(i)*ticb(i))
788    s = cpd*(1.-qnk(i)) + cl*qnk(i) &                         ! convect3
789      +alv*alv*qg/(rrv*ticb(i)*ticb(i))                       ! convect3
790    s = 1./s
791! ori          ahg=cpd*tg+(cl-cpd)*qnk(i)*ticb(i)+alv*qg+gzicb(i)
792    ahg = cpd*tg + (cl-cpd)*qnk(i)*tg + alv*qg + gzicb(i)     ! convect3
793    tg = tg + s*(ah0(i)-ahg)
794! ori          tg=max(tg,35.0)
795! debug          tc=tg-t0
796    tc = tg - 273.15
797    denom = 243.5 + tc
798    denom = max(denom, 1.0)                                   ! convect3
799! ori          if(tc.ge.0.0)then
800    es = 6.112*exp(17.67*tc/denom)
801! ori          else
802! ori           es=exp(23.33086-6111.72784/tg+0.15215*log(tg))
803! ori          endif
804! ori          qg=eps*es/(p(i,icb(i))-es*(1.-eps))
805    qg = eps*es/(p(i,icb(i)+1)-es*(1.-eps))
806
807! Second iteration.
808
809
810! ori          s=cpd+alv*alv*qg/(rrv*ticb(i)*ticb(i))
811! ori          s=1./s
812! ori          ahg=cpd*tg+(cl-cpd)*qnk(i)*ticb(i)+alv*qg+gzicb(i)
813    ahg = cpd*tg + (cl-cpd)*qnk(i)*tg + alv*qg + gzicb(i)     ! convect3
814    tg = tg + s*(ah0(i)-ahg)
815! ori          tg=max(tg,35.0)
816! debug          tc=tg-t0
817    tc = tg - 273.15
818    denom = 243.5 + tc
819    denom = max(denom, 1.0)                                   ! convect3
820! ori          if(tc.ge.0.0)then
821    es = 6.112*exp(17.67*tc/denom)
822! ori          else
823! ori           es=exp(23.33086-6111.72784/tg+0.15215*log(tg))
824! ori          end if
825! ori          qg=eps*es/(p(i,icb(i))-es*(1.-eps))
826    qg = eps*es/(p(i,icb(i)+1)-es*(1.-eps))
827
828    alv = lv0 - clmcpv*(ticb(i)-273.15)
829
830! ori c approximation here:
831! ori         tp(i,icb(i))=(ah0(i)-(cl-cpd)*qnk(i)*ticb(i)
832! ori     &   -gz(i,icb(i))-alv*qg)/cpd
833
834! convect3: no approximation:
835    tp(i, icb(i)+1) = (ah0(i)-gz(i,icb(i)+1)-alv*qg)/(cpd+(cl-cpd)*qnk(i))
836
837! ori         clw(i,icb(i))=qnk(i)-qg
838! ori         clw(i,icb(i))=max(0.0,clw(i,icb(i)))
839    clw(i, icb(i)+1) = qnk(i) - qg
840    clw(i, icb(i)+1) = max(0.0, clw(i,icb(i)+1))
841
842    rg = qg/(1.-qnk(i))
843! ori         tvp(i,icb(i))=tp(i,icb(i))*(1.+rg*epsi)
844! convect3: (qg utilise au lieu du vrai mixing ratio rg)
845    tvp(i, icb(i)+1) = tp(i, icb(i)+1)*(1.+qg/eps-qnk(i))     !whole thing
846
847  END DO
848
849  RETURN
850END SUBROUTINE cv3_undilute1
851
852SUBROUTINE cv3_trigger(len, nd, icb, plcl, p, th, tv, tvp, thnk, &
853                       pbase, buoybase, iflag, sig, w0)
854  IMPLICIT NONE
855
856! -------------------------------------------------------------------
857! --- TRIGGERING
858
859! - computes the cloud base
860! - triggering (crude in this version)
861! - relaxation of sig and w0 when no convection
862
863! Caution1: if no convection, we set iflag=4
864! (it used to be 0 in convect3)
865
866! Caution2: at this stage, tvp (and thus buoy) are know up
867! through icb only!
868! -> the buoyancy below cloud base not (yet) set to the cloud base buoyancy
869! -------------------------------------------------------------------
870
871  include "cv3param.h"
872
873! input:
874  INTEGER len, nd
875  INTEGER icb(len)
876  REAL plcl(len), p(len, nd)
877  REAL th(len, nd), tv(len, nd), tvp(len, nd)
878  REAL thnk(len)
879
880! output:
881  REAL pbase(len), buoybase(len)
882
883! input AND output:
884  INTEGER iflag(len)
885  REAL sig(len, nd), w0(len, nd)
886
887! local variables:
888  INTEGER i, k
889  REAL tvpbase, tvbase, tdif, ath, ath1
890
891
892! ***   set cloud base buoyancy at (plcl+dpbase) level buoyancy
893
894  DO i = 1, len
895    pbase(i) = plcl(i) + dpbase
896    tvpbase = tvp(i, icb(i))  *(pbase(i)-p(i,icb(i)+1))/(p(i,icb(i))-p(i,icb(i)+1)) + &
897              tvp(i, icb(i)+1)*(p(i,icb(i))-pbase(i))  /(p(i,icb(i))-p(i,icb(i)+1))
898    tvbase = tv(i, icb(i))  *(pbase(i)-p(i,icb(i)+1))/(p(i,icb(i))-p(i,icb(i)+1)) + &
899             tv(i, icb(i)+1)*(p(i,icb(i))-pbase(i))  /(p(i,icb(i))-p(i,icb(i)+1))
900    buoybase(i) = tvpbase - tvbase
901  END DO
902
903
904! ***   make sure that column is dry adiabatic between the surface  ***
905! ***    and cloud base, and that lifted air is positively buoyant  ***
906! ***                         at cloud base                         ***
907! ***       if not, return to calling program after resetting       ***
908! ***                        sig(i) and w0(i)                       ***
909
910
911! oct3      do 200 i=1,len
912! oct3
913! oct3       tdif = buoybase(i)
914! oct3       ath1 = th(i,1)
915! oct3       ath  = th(i,icb(i)-1) - dttrig
916! oct3
917! oct3       if (tdif.lt.dtcrit .or. ath.gt.ath1) then
918! oct3         do 60 k=1,nl
919! oct3            sig(i,k) = beta*sig(i,k) - 2.*alpha*tdif*tdif
920! oct3            sig(i,k) = AMAX1(sig(i,k),0.0)
921! oct3            w0(i,k)  = beta*w0(i,k)
922! oct3   60    continue
923! oct3         iflag(i)=4 ! pour version vectorisee
924! oct3c convect3         iflag(i)=0
925! oct3cccc         return
926! oct3       endif
927! oct3
928! oct3200   continue
929
930! -- oct3: on reecrit la boucle 200 (pour la vectorisation)
931
932  DO k = 1, nl
933    DO i = 1, len
934
935      tdif = buoybase(i)
936      ath1 = thnk(i)
937      ath = th(i, icb(i)-1) - dttrig
938
939      IF (tdif<dtcrit .OR. ath>ath1) THEN
940        sig(i, k) = beta*sig(i, k) - 2.*alpha*tdif*tdif
941        sig(i, k) = amax1(sig(i,k), 0.0)
942        w0(i, k) = beta*w0(i, k)
943        iflag(i) = 4 ! pour version vectorisee
944! convect3         iflag(i)=0
945      END IF
946
947    END DO
948  END DO
949
950! fin oct3 --
951
952  RETURN
953END SUBROUTINE cv3_trigger
954
955SUBROUTINE cv3_compress(len, nloc, ncum, nd, ntra, &
956                        iflag1, nk1, icb1, icbs1, &
957                        plcl1, tnk1, qnk1, gznk1, pbase1, buoybase1, &
958                        t1, q1, qs1, u1, v1, gz1, th1, &
959                        tra1, &
960                        h1, lv1, cpn1, p1, ph1, tv1, tp1, tvp1, clw1, &
961                        sig1, w01, &
962                        iflag, nk, icb, icbs, &
963                        plcl, tnk, qnk, gznk, pbase, buoybase, &
964                        t, q, qs, u, v, gz, th, &
965                        tra, &
966                        h, lv, cpn, p, ph, tv, tp, tvp, clw, &
967                        sig, w0)
968  USE print_control_mod, ONLY: lunout
969  IMPLICIT NONE
970
971  include "cv3param.h"
972
973!inputs:
974  INTEGER len, ncum, nd, ntra, nloc
975  INTEGER iflag1(len), nk1(len), icb1(len), icbs1(len)
976  REAL plcl1(len), tnk1(len), qnk1(len), gznk1(len)
977  REAL pbase1(len), buoybase1(len)
978  REAL t1(len, nd), q1(len, nd), qs1(len, nd), u1(len, nd), v1(len, nd)
979  REAL gz1(len, nd), h1(len, nd), lv1(len, nd), cpn1(len, nd)
980  REAL p1(len, nd), ph1(len, nd+1), tv1(len, nd), tp1(len, nd)
981  REAL tvp1(len, nd), clw1(len, nd)
982  REAL th1(len, nd)
983  REAL sig1(len, nd), w01(len, nd)
984  REAL tra1(len, nd, ntra)
985
986!outputs:
987! en fait, on a nloc=len pour l'instant (cf cv_driver)
988  INTEGER iflag(nloc), nk(nloc), icb(nloc), icbs(nloc)
989  REAL plcl(nloc), tnk(nloc), qnk(nloc), gznk(nloc)
990  REAL pbase(nloc), buoybase(nloc)
991  REAL t(nloc, nd), q(nloc, nd), qs(nloc, nd), u(nloc, nd), v(nloc, nd)
992  REAL gz(nloc, nd), h(nloc, nd), lv(nloc, nd), cpn(nloc, nd)
993  REAL p(nloc, nd), ph(nloc, nd+1), tv(nloc, nd), tp(nloc, nd)
994  REAL tvp(nloc, nd), clw(nloc, nd)
995  REAL th(nloc, nd)
996  REAL sig(nloc, nd), w0(nloc, nd)
997  REAL tra(nloc, nd, ntra)
998
999!local variables:
1000  INTEGER i, k, nn, j
1001
1002  CHARACTER (LEN=20) :: modname = 'cv3_compress'
1003  CHARACTER (LEN=80) :: abort_message
1004
1005  DO k = 1, nl + 1
1006    nn = 0
1007    DO i = 1, len
1008      IF (iflag1(i)==0) THEN
1009        nn = nn + 1
1010        sig(nn, k) = sig1(i, k)
1011        w0(nn, k) = w01(i, k)
1012        t(nn, k) = t1(i, k)
1013        q(nn, k) = q1(i, k)
1014        qs(nn, k) = qs1(i, k)
1015        u(nn, k) = u1(i, k)
1016        v(nn, k) = v1(i, k)
1017        gz(nn, k) = gz1(i, k)
1018        h(nn, k) = h1(i, k)
1019        lv(nn, k) = lv1(i, k)
1020        cpn(nn, k) = cpn1(i, k)
1021        p(nn, k) = p1(i, k)
1022        ph(nn, k) = ph1(i, k)
1023        tv(nn, k) = tv1(i, k)
1024        tp(nn, k) = tp1(i, k)
1025        tvp(nn, k) = tvp1(i, k)
1026        clw(nn, k) = clw1(i, k)
1027        th(nn, k) = th1(i, k)
1028      END IF
1029    END DO
1030  END DO
1031
1032!AC!      do 121 j=1,ntra
1033!AC!ccccc      do 111 k=1,nl+1
1034!AC!      do 111 k=1,nd
1035!AC!       nn=0
1036!AC!      do 101 i=1,len
1037!AC!      if(iflag1(i).eq.0)then
1038!AC!       nn=nn+1
1039!AC!       tra(nn,k,j)=tra1(i,k,j)
1040!AC!      endif
1041!AC! 101  continue
1042!AC! 111  continue
1043!AC! 121  continue
1044
1045  IF (nn/=ncum) THEN
1046    WRITE (lunout, *) 'strange! nn not equal to ncum: ', nn, ncum
1047    abort_message = ''
1048    CALL abort_physic(modname, abort_message, 1)
1049  END IF
1050
1051  nn = 0
1052  DO i = 1, len
1053    IF (iflag1(i)==0) THEN
1054      nn = nn + 1
1055      pbase(nn) = pbase1(i)
1056      buoybase(nn) = buoybase1(i)
1057      plcl(nn) = plcl1(i)
1058      tnk(nn) = tnk1(i)
1059      qnk(nn) = qnk1(i)
1060      gznk(nn) = gznk1(i)
1061      nk(nn) = nk1(i)
1062      icb(nn) = icb1(i)
1063      icbs(nn) = icbs1(i)
1064      iflag(nn) = iflag1(i)
1065    END IF
1066  END DO
1067
1068  RETURN
1069END SUBROUTINE cv3_compress
1070
1071SUBROUTINE icefrac(t, clw, qi, nl, len)
1072  IMPLICIT NONE
1073
1074
1075!JAM--------------------------------------------------------------------
1076! Calcul de la quantité d'eau sous forme de glace
1077! --------------------------------------------------------------------
1078  INTEGER nl, len
1079  REAL qi(len, nl)
1080  REAL t(len, nl), clw(len, nl)
1081  REAL fracg
1082  INTEGER k, i
1083
1084  DO k = 3, nl
1085    DO i = 1, len
1086      IF (t(i,k)>263.15) THEN
1087        qi(i, k) = 0.
1088      ELSE
1089        IF (t(i,k)<243.15) THEN
1090          qi(i, k) = clw(i, k)
1091        ELSE
1092          fracg = (263.15-t(i,k))/20
1093          qi(i, k) = clw(i, k)*fracg
1094        END IF
1095      END IF
1096! print*,t(i,k),qi(i,k),'temp,testglace'
1097    END DO
1098  END DO
1099
1100  RETURN
1101
1102END SUBROUTINE icefrac
1103
1104SUBROUTINE cv3_undilute2(nloc, ncum, nd, iflag, icb, icbs, nk, &
1105                         tnk, qnk, gznk, hnk, t, q, qs, gz, &
1106                         p, ph, h, tv, lv, lf, pbase, buoybase, plcl, &
1107                         inb, tp, tvp, clw, hp, ep, sigp, buoy, frac)
1108  USE print_control_mod, ONLY: prt_level
1109  IMPLICIT NONE
1110
1111! ---------------------------------------------------------------------
1112! Purpose:
1113! FIND THE REST OF THE LIFTED PARCEL TEMPERATURES
1114! &
1115! COMPUTE THE PRECIPITATION EFFICIENCIES AND THE
1116! FRACTION OF PRECIPITATION FALLING OUTSIDE OF CLOUD
1117! &
1118! FIND THE LEVEL OF NEUTRAL BUOYANCY
1119
1120! Main differences convect3/convect4:
1121!   - icbs (input) is the first level above LCL (may differ from icb)
1122!   - many minor differences in the iterations
1123!   - condensed water not removed from tvp in convect3
1124!   - vertical profile of buoyancy computed here (use of buoybase)
1125!   - the determination of inb is different
1126!   - no inb1, only inb in output
1127! ---------------------------------------------------------------------
1128
1129  include "cvthermo.h"
1130  include "cv3param.h"
1131  include "conema3.h"
1132  include "cvflag.h"
1133  include "YOMCST2.h"
1134
1135!inputs:
1136  INTEGER, INTENT (IN)                               :: ncum, nd, nloc
1137  INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)             :: icb, icbs, nk
1138  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: t, q, qs, gz
1139  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: p
1140  REAL, DIMENSION (nloc, nd+1), INTENT (IN)          :: ph
1141  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: tnk, qnk, gznk
1142  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: hnk
1143  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: lv, lf, tv, h
1144  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: pbase, buoybase, plcl
1145
1146!input/outputs:
1147  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (INOUT)         :: tp, tvp, clw   ! Input for k = 1, icb+1 (computed in cv3_undilute1)
1148                                                                       ! Output above
1149  INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (INOUT)          :: iflag
1150
1151!outputs:
1152  INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (OUT)            :: inb
1153  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: ep, sigp, hp
1154  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: buoy
1155  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: frac
1156
1157!local variables:
1158  INTEGER i, j, k
1159  REAL tg, qg, ahg, alv, alf, s, tc, es, esi, denom, rg, tca, elacrit
1160  REAL als
1161  REAL qsat_new, snew, qi(nloc, nd)
1162  REAL by, defrac, pden, tbis
1163  REAL ah0(nloc), cape(nloc), capem(nloc), byp(nloc)
1164  LOGICAL lcape(nloc)
1165  INTEGER iposit(nloc)
1166  REAL fracg
1167  REAL deltap
1168
1169  IF (prt_level >= 10) THEN
1170    print *,'cv3_undilute2.0. t(1,k), q(1,k), qs(1,k) ', &
1171                        (k, t(1,k), q(1,k), qs(1,k), k = 1,nl)
1172  ENDIF
1173
1174! =====================================================================
1175! --- SOME INITIALIZATIONS
1176! =====================================================================
1177
1178  DO k = 1, nl
1179    DO i = 1, ncum
1180      qi(i, k) = 0.
1181    END DO
1182  END DO
1183
1184! =====================================================================
1185! --- FIND THE REST OF THE LIFTED PARCEL TEMPERATURES
1186! =====================================================================
1187
1188! ---       The procedure is to solve the equation.
1189!                cp*tp+L*qp+phi=cp*tnk+L*qnk+gznk.
1190
1191! ***  Calculate certain parcel quantities, including static energy   ***
1192
1193
1194  DO i = 1, ncum
1195    ah0(i) = (cpd*(1.-qnk(i))+cl*qnk(i))*tnk(i)+ &
1196! debug          qnk(i)*(lv0-clmcpv*(tnk(i)-t0))+gznk(i)
1197             qnk(i)*(lv0-clmcpv*(tnk(i)-273.15)) + gznk(i)
1198  END DO
1199
1200
1201! ***  Find lifted parcel quantities above cloud base    ***
1202
1203
1204  DO k = minorig + 1, nl
1205    DO i = 1, ncum
1206! ori       if(k.ge.(icb(i)+1))then
1207      IF (k>=(icbs(i)+1)) THEN                                ! convect3
1208        tg = t(i, k)
1209        qg = qs(i, k)
1210! debug       alv=lv0-clmcpv*(t(i,k)-t0)
1211        alv = lv0 - clmcpv*(t(i,k)-273.15)
1212
1213! First iteration.
1214
1215! ori          s=cpd+alv*alv*qg/(rrv*t(i,k)*t(i,k))
1216        s = cpd*(1.-qnk(i)) + cl*qnk(i) + &                   ! convect3
1217            alv*alv*qg/(rrv*t(i,k)*t(i,k))                    ! convect3
1218        s = 1./s
1219! ori          ahg=cpd*tg+(cl-cpd)*qnk(i)*t(i,k)+alv*qg+gz(i,k)
1220        ahg = cpd*tg + (cl-cpd)*qnk(i)*tg + alv*qg + gz(i, k) ! convect3
1221        tg = tg + s*(ah0(i)-ahg)
1222! ori          tg=max(tg,35.0)
1223! debug        tc=tg-t0
1224        tc = tg - 273.15
1225        denom = 243.5 + tc
1226        denom = max(denom, 1.0)                               ! convect3
1227! ori          if(tc.ge.0.0)then
1228        es = 6.112*exp(17.67*tc/denom)
1229! ori          else
1230! ori                   es=exp(23.33086-6111.72784/tg+0.15215*log(tg))
1231! ori          endif
1232        qg = eps*es/(p(i,k)-es*(1.-eps))
1233
1234! Second iteration.
1235
1236! ori          s=cpd+alv*alv*qg/(rrv*t(i,k)*t(i,k))
1237! ori          s=1./s
1238! ori          ahg=cpd*tg+(cl-cpd)*qnk(i)*t(i,k)+alv*qg+gz(i,k)
1239        ahg = cpd*tg + (cl-cpd)*qnk(i)*tg + alv*qg + gz(i, k) ! convect3
1240        tg = tg + s*(ah0(i)-ahg)
1241! ori          tg=max(tg,35.0)
1242! debug        tc=tg-t0
1243        tc = tg - 273.15
1244        denom = 243.5 + tc
1245        denom = max(denom, 1.0)                               ! convect3
1246! ori          if(tc.ge.0.0)then
1247        es = 6.112*exp(17.67*tc/denom)
1248! ori          else
1249! ori                   es=exp(23.33086-6111.72784/tg+0.15215*log(tg))
1250! ori          endif
1251        qg = eps*es/(p(i,k)-es*(1.-eps))
1252
1253! debug        alv=lv0-clmcpv*(t(i,k)-t0)
1254        alv = lv0 - clmcpv*(t(i,k)-273.15)
1255! print*,'cpd dans convect2 ',cpd
1256! print*,'tp(i,k),ah0(i),cl,cpd,qnk(i),t(i,k),gz(i,k),alv,qg,cpd'
1257! print*,tp(i,k),ah0(i),cl,cpd,qnk(i),t(i,k),gz(i,k),alv,qg,cpd
1258
1259! ori c approximation here:
1260! ori        tp(i,k)=(ah0(i)-(cl-cpd)*qnk(i)*t(i,k)-gz(i,k)-alv*qg)/cpd
1261
1262! convect3: no approximation:
1263        IF (cvflag_ice) THEN
1264          tp(i, k) = max(0., (ah0(i)-gz(i,k)-alv*qg)/(cpd+(cl-cpd)*qnk(i)))
1265        ELSE
1266          tp(i, k) = (ah0(i)-gz(i,k)-alv*qg)/(cpd+(cl-cpd)*qnk(i))
1267        END IF
1268
1269        clw(i, k) = qnk(i) - qg
1270        clw(i, k) = max(0.0, clw(i,k))
1271        rg = qg/(1.-qnk(i))
1272! ori               tvp(i,k)=tp(i,k)*(1.+rg*epsi)
1273! convect3: (qg utilise au lieu du vrai mixing ratio rg):
1274        tvp(i, k) = tp(i, k)*(1.+qg/eps-qnk(i)) ! whole thing
1275        IF (cvflag_ice) THEN
1276          IF (clw(i,k)<1.E-11) THEN
1277            tp(i, k) = tv(i, k)
1278            tvp(i, k) = tv(i, k)
1279          END IF
1280        END IF
1281!jyg<
1282!!      END IF  ! Endif moved to the end of the loop
1283!>jyg
1284
1285      IF (cvflag_ice) THEN
1286!CR:attention boucle en klon dans Icefrac
1287! Call Icefrac(t,clw,qi,nl,nloc)
1288        IF (t(i,k)>263.15) THEN
1289          qi(i, k) = 0.
1290        ELSE
1291          IF (t(i,k)<243.15) THEN
1292            qi(i, k) = clw(i, k)
1293          ELSE
1294            fracg = (263.15-t(i,k))/20
1295            qi(i, k) = clw(i, k)*fracg
1296          END IF
1297        END IF
1298!CR: fin test
1299        IF (t(i,k)<263.15) THEN
1300!CR: on commente les calculs d'Arnaud car division par zero
1301! nouveau calcul propose par JYG
1302!       alv=lv0-clmcpv*(t(i,k)-273.15)
1303!       alf=lf0-clmci*(t(i,k)-273.15)
1304!       tg=tp(i,k)
1305!       tc=tp(i,k)-273.15
1306!       denom=243.5+tc
1307!       do j=1,3
1308! cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
1309! il faudra que esi vienne en argument de la convection
1310! cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
1311!        tbis=t(i,k)+(tp(i,k)-tg)
1312!        esi=exp(23.33086-(6111.72784/tbis) + &
1313!                       0.15215*log(tbis))
1314!        qsat_new=eps*esi/(p(i,k)-esi*(1.-eps))
1315!        snew=cpd*(1.-qnk(i))+cl*qnk(i)+alv*alv*qsat_new/ &
1316!                                       (rrv*tbis*tbis)
1317!        snew=1./snew
1318!        print*,esi,qsat_new,snew,'esi,qsat,snew'
1319!        tp(i,k)=tg+(alf*qi(i,k)+alv*qg*(1.-(esi/es)))*snew
1320!        print*,k,tp(i,k),qnk(i),'avec glace'
1321!        print*,'tpNAN',tg,alf,qi(i,k),alv,qg,esi,es,snew
1322!       enddo
1323
1324          alv = lv0 - clmcpv*(t(i,k)-273.15)
1325          alf = lf0 + clmci*(t(i,k)-273.15)
1326          als = alf + alv
1327          tg = tp(i, k)
1328          tp(i, k) = t(i, k)
1329          DO j = 1, 3
1330            esi = exp(23.33086-(6111.72784/tp(i,k))+0.15215*log(tp(i,k)))
1331            qsat_new = eps*esi/(p(i,k)-esi*(1.-eps))
1332            snew = cpd*(1.-qnk(i)) + cl*qnk(i) + alv*als*qsat_new/ &
1333                                                 (rrv*tp(i,k)*tp(i,k))
1334            snew = 1./snew
1335! c             print*,esi,qsat_new,snew,'esi,qsat,snew'
1336            tp(i, k) = tp(i, k) + &
1337                       ((cpd*(1.-qnk(i))+cl*qnk(i))*(tg-tp(i,k)) + &
1338                        alv*(qg-qsat_new)+alf*qi(i,k))*snew
1339! print*,k,tp(i,k),qsat_new,qnk(i),qi(i,k), &
1340!              'k,tp,q,qt,qi avec glace'
1341          END DO
1342
1343!CR:reprise du code AJ
1344          clw(i, k) = qnk(i) - qsat_new
1345          clw(i, k) = max(0.0, clw(i,k))
1346          tvp(i, k) = max(0., tp(i,k)*(1.+qsat_new/eps-qnk(i)))
1347! print*,tvp(i,k),'tvp'
1348        END IF
1349        IF (clw(i,k)<1.E-11) THEN
1350          tp(i, k) = tv(i, k)
1351          tvp(i, k) = tv(i, k)
1352        END IF
1353      END IF ! (cvflag_ice)
1354!jyg<
1355      END IF ! (k>=(icbs(i)+1))
1356!>jyg
1357    END DO
1358  END DO
1359
1360  IF (prt_level >= 10) THEN
1361    print *,'cv3_undilute2.1. tp(1,k), tvp(1,k) ', &
1362                          (k, tp(1,k), tvp(1,k), k = 1,nl)
1363  ENDIF
1364
1365! =====================================================================
1366! --- SET THE PRECIPITATION EFFICIENCIES AND THE FRACTION OF
1367! --- PRECIPITATION FALLING OUTSIDE OF CLOUD
1368! --- THESE MAY BE FUNCTIONS OF TP(I), P(I) AND CLW(I)
1369! =====================================================================
1370!
1371!jyg<
1372  DO k = 1, nl
1373    DO i = 1, ncum
1374      ep(i, k) = 0.0
1375      sigp(i, k) = spfac
1376    END DO
1377  END DO
1378!>jyg
1379!
1380  IF (flag_epkeorig/=1) THEN
1381    DO k = 1, nl ! convect3
1382      DO i = 1, ncum
1383!jyg<
1384       IF(k>=icb(i)) THEN
1385!>jyg
1386         pden = ptcrit - pbcrit
1387         ep(i, k) = (plcl(i)-p(i,k)-pbcrit)/pden*epmax
1388         ep(i, k) = max(ep(i,k), 0.0)
1389         ep(i, k) = min(ep(i,k), epmax)
1390!!         sigp(i, k) = spfac  ! jyg
1391        ENDIF   ! (k>=icb(i))
1392      END DO
1393    END DO
1394  ELSE
1395    DO k = 1, nl
1396      DO i = 1, ncum
1397        IF(k>=icb(i)) THEN
1398!!        IF (k>=(nk(i)+1)) THEN
1399!>jyg
1400          tca = tp(i, k) - t0
1401          IF (tca>=0.0) THEN
1402            elacrit = elcrit
1403          ELSE
1404            elacrit = elcrit*(1.0-tca/tlcrit)
1405          END IF
1406          elacrit = max(elacrit, 0.0)
1407          ep(i, k) = 1.0 - elacrit/max(clw(i,k), 1.0E-8)
1408          ep(i, k) = max(ep(i,k), 0.0)
1409          ep(i, k) = min(ep(i,k), epmax)
1410!!          sigp(i, k) = spfac  ! jyg
1411        END IF  ! (k>=icb(i))
1412      END DO
1413    END DO
1414  END IF
1415!
1416! =====================================================================
1417! --- CALCULATE VIRTUAL TEMPERATURE AND LIFTED PARCEL
1418! --- VIRTUAL TEMPERATURE
1419! =====================================================================
1420
1421! dans convect3, tvp est calcule en une seule fois, et sans retirer
1422! l'eau condensee (~> reversible CAPE)
1423
1424! ori      do 340 k=minorig+1,nl
1425! ori        do 330 i=1,ncum
1426! ori        if(k.ge.(icb(i)+1))then
1427! ori          tvp(i,k)=tvp(i,k)*(1.0-qnk(i)+ep(i,k)*clw(i,k))
1428! oric         print*,'i,k,tvp(i,k),qnk(i),ep(i,k),clw(i,k)'
1429! oric         print*, i,k,tvp(i,k),qnk(i),ep(i,k),clw(i,k)
1430! ori        endif
1431! ori 330    continue
1432! ori 340  continue
1433
1434! ori      do 350 i=1,ncum
1435! ori       tvp(i,nlp)=tvp(i,nl)-(gz(i,nlp)-gz(i,nl))/cpd
1436! ori 350  continue
1437
1438  DO i = 1, ncum                                           ! convect3
1439    tp(i, nlp) = tp(i, nl)                                 ! convect3
1440  END DO                                                   ! convect3
1441
1442! =====================================================================
1443! --- EFFECTIVE VERTICAL PROFILE OF BUOYANCY (convect3 only):
1444! =====================================================================
1445
1446! -- this is for convect3 only:
1447
1448! first estimate of buoyancy:
1449
1450!jyg : k-loop outside i-loop (07042015)
1451  DO k = 1, nl
1452    DO i = 1, ncum
1453      buoy(i, k) = tvp(i, k) - tv(i, k)
1454    END DO
1455  END DO
1456
1457! set buoyancy=buoybase for all levels below base
1458! for safety, set buoy(icb)=buoybase
1459
1460!jyg : k-loop outside i-loop (07042015)
1461  DO k = 1, nl
1462    DO i = 1, ncum
1463      IF ((k>=icb(i)) .AND. (k<=nl) .AND. (p(i,k)>=pbase(i))) THEN
1464        buoy(i, k) = buoybase(i)
1465      END IF
1466    END DO
1467  END DO
1468  DO i = 1, ncum
1469!    buoy(icb(i),k)=buoybase(i)
1470    buoy(i, icb(i)) = buoybase(i)
1471  END DO
1472
1473! -- end convect3
1474
1475! =====================================================================
1476! --- FIND THE FIRST MODEL LEVEL (INB) ABOVE THE PARCEL'S
1477! --- LEVEL OF NEUTRAL BUOYANCY
1478! =====================================================================
1479
1480! -- this is for convect3 only:
1481
1482  DO i = 1, ncum
1483    inb(i) = nl - 1
1484    iposit(i) = nl
1485  END DO
1486
1487
1488! --    iposit(i) = first level, above icb, with positive buoyancy
1489  DO k = 1, nl - 1
1490    DO i = 1, ncum
1491      IF (k>=icb(i) .AND. buoy(i,k)>0.) THEN
1492        iposit(i) = min(iposit(i), k)
1493      END IF
1494    END DO
1495  END DO
1496
1497  DO i = 1, ncum
1498    IF (iposit(i)==nl) THEN
1499      iposit(i) = icb(i)
1500    END IF
1501  END DO
1502
1503  DO k = 1, nl - 1
1504    DO i = 1, ncum
1505      IF ((k>=iposit(i)) .AND. (buoy(i,k)<dtovsh)) THEN
1506        inb(i) = min(inb(i), k)
1507      END IF
1508    END DO
1509  END DO
1510
1511!CR fix computation of inb
1512!keep flag or modify in all cases?
1513  IF (iflag_mix_adiab.eq.1) THEN
1514  DO i = 1, ncum
1515     cape(i)=0.
1516     inb(i)=icb(i)+1
1517  ENDDO
1518 
1519  DO k = 2, nl
1520    DO i = 1, ncum
1521       IF ((k>=iposit(i))) THEN
1522       deltap = min(plcl(i), ph(i,k-1)) - min(plcl(i), ph(i,k))
1523       cape(i) = cape(i) + rrd*buoy(i, k-1)*deltap/p(i, k-1)
1524       IF (cape(i).gt.0.) THEN
1525        inb(i) = max(inb(i), k)
1526       END IF
1527       ENDIF
1528    ENDDO
1529  ENDDO
1530
1531!  DO i = 1, ncum
1532!     print*,"inb",inb(i)
1533!  ENDDO
1534
1535  endif
1536
1537! -- end convect3
1538
1539! ori      do 510 i=1,ncum
1540! ori        cape(i)=0.0
1541! ori        capem(i)=0.0
1542! ori        inb(i)=icb(i)+1
1543! ori        inb1(i)=inb(i)
1544! ori 510  continue
1545
1546! Originial Code
1547
1548!    do 530 k=minorig+1,nl-1
1549!     do 520 i=1,ncum
1550!      if(k.ge.(icb(i)+1))then
1551!       by=(tvp(i,k)-tv(i,k))*dph(i,k)/p(i,k)
1552!       byp=(tvp(i,k+1)-tv(i,k+1))*dph(i,k+1)/p(i,k+1)
1553!       cape(i)=cape(i)+by
1554!       if(by.ge.0.0)inb1(i)=k+1
1555!       if(cape(i).gt.0.0)then
1556!        inb(i)=k+1
1557!        capem(i)=cape(i)
1558!       endif
1559!      endif
1560!520    continue
1561!530  continue
1562!    do 540 i=1,ncum
1563!     byp=(tvp(i,nl)-tv(i,nl))*dph(i,nl)/p(i,nl)
1564!     cape(i)=capem(i)+byp
1565!     defrac=capem(i)-cape(i)
1566!     defrac=max(defrac,0.001)
1567!     frac(i)=-cape(i)/defrac
1568!     frac(i)=min(frac(i),1.0)
1569!     frac(i)=max(frac(i),0.0)
1570!540   continue
1571
1572!    K Emanuel fix
1573
1574!    call zilch(byp,ncum)
1575!    do 530 k=minorig+1,nl-1
1576!     do 520 i=1,ncum
1577!      if(k.ge.(icb(i)+1))then
1578!       by=(tvp(i,k)-tv(i,k))*dph(i,k)/p(i,k)
1579!       cape(i)=cape(i)+by
1580!       if(by.ge.0.0)inb1(i)=k+1
1581!       if(cape(i).gt.0.0)then
1582!        inb(i)=k+1
1583!        capem(i)=cape(i)
1584!        byp(i)=(tvp(i,k+1)-tv(i,k+1))*dph(i,k+1)/p(i,k+1)
1585!       endif
1586!      endif
1587!520    continue
1588!530  continue
1589!    do 540 i=1,ncum
1590!     inb(i)=max(inb(i),inb1(i))
1591!     cape(i)=capem(i)+byp(i)
1592!     defrac=capem(i)-cape(i)
1593!     defrac=max(defrac,0.001)
1594!     frac(i)=-cape(i)/defrac
1595!     frac(i)=min(frac(i),1.0)
1596!     frac(i)=max(frac(i),0.0)
1597!540   continue
1598
1599! J Teixeira fix
1600
1601! ori      call zilch(byp,ncum)
1602! ori      do 515 i=1,ncum
1603! ori        lcape(i)=.true.
1604! ori 515  continue
1605! ori      do 530 k=minorig+1,nl-1
1606! ori        do 520 i=1,ncum
1607! ori          if(cape(i).lt.0.0)lcape(i)=.false.
1608! ori          if((k.ge.(icb(i)+1)).and.lcape(i))then
1609! ori            by=(tvp(i,k)-tv(i,k))*dph(i,k)/p(i,k)
1610! ori            byp(i)=(tvp(i,k+1)-tv(i,k+1))*dph(i,k+1)/p(i,k+1)
1611! ori            cape(i)=cape(i)+by
1612! ori            if(by.ge.0.0)inb1(i)=k+1
1613! ori            if(cape(i).gt.0.0)then
1614! ori              inb(i)=k+1
1615! ori              capem(i)=cape(i)
1616! ori            endif
1617! ori          endif
1618! ori 520    continue
1619! ori 530  continue
1620! ori      do 540 i=1,ncum
1621! ori          cape(i)=capem(i)+byp(i)
1622! ori          defrac=capem(i)-cape(i)
1623! ori          defrac=max(defrac,0.001)
1624! ori          frac(i)=-cape(i)/defrac
1625! ori          frac(i)=min(frac(i),1.0)
1626! ori          frac(i)=max(frac(i),0.0)
1627! ori 540  continue
1628
1629! --------------------------------------------------------------------
1630!   Prevent convection when top is too hot
1631! --------------------------------------------------------------------
1632  DO i = 1,ncum
1633    IF (t(i,inb(i)) > T_top_max) iflag(i) = 10
1634  ENDDO
1635
1636! =====================================================================
1637! ---   CALCULATE LIQUID WATER STATIC ENERGY OF LIFTED PARCEL
1638! =====================================================================
1639
1640  DO k = 1, nl
1641    DO i = 1, ncum
1642      hp(i, k) = h(i, k)
1643    END DO
1644  END DO
1645
1646!jyg : cvflag_ice test outside the loops (07042015)
1647!
1648  IF (cvflag_ice) THEN
1649!
1650    DO k = minorig + 1, nl
1651      DO i = 1, ncum
1652        IF ((k>=icb(i)) .AND. (k<=inb(i))) THEN
1653          frac(i, k) = 1. - (t(i,k)-243.15)/(263.15-243.15)
1654          frac(i, k) = min(max(frac(i,k),0.0), 1.0)
1655          hp(i, k) = hnk(i) + (lv(i,k)+(cpd-cpv)*t(i,k)+frac(i,k)*lf(i,k))* &
1656                              ep(i, k)*clw(i, k)
1657        END IF
1658      END DO
1659    END DO
1660! Below cloud base, set ice fraction to cloud base value
1661    DO k = 1, nl
1662      DO i = 1, ncum
1663        IF (k<icb(i)) THEN
1664          frac(i,k) = frac(i,icb(i))
1665        END IF
1666      END DO
1667    END DO
1668!
1669  ELSE
1670!
1671    DO k = minorig + 1, nl
1672      DO i = 1, ncum
1673        IF ((k>=icb(i)) .AND. (k<=inb(i))) THEN
1674!jyg<   (energy conservation tests)
1675!!          hp(i, k) = hnk(i) + (lv(i,k)+(cpd-cpv)*tp(i,k))*ep(i, k)*clw(i, k)
1676!!          hp(i, k) = ( hnk(i) + (lv(i,k)+(cpd-cpv)*t(i,k))*ep(i, k)*clw(i, k) ) / &
1677!!                     (1. - ep(i,k)*clw(i,k))
1678!!          hp(i, k) = ( hnk(i) + (lv(i,k)+(cpd-cl)*t(i,k))*ep(i, k)*clw(i, k) ) / &
1679!!                     (1. - ep(i,k)*clw(i,k))
1680          hp(i, k) = hnk(i) + (lv(i,k)+(cpd-cpv)*t(i,k))*ep(i, k)*clw(i, k)
1681        END IF
1682      END DO
1683    END DO
1684!
1685  END IF  ! (cvflag_ice)
1686
1687  RETURN
1688END SUBROUTINE cv3_undilute2
1689
1690SUBROUTINE cv3_closure(nloc, ncum, nd, icb, inb, &
1691                       pbase, p, ph, tv, buoy, &
1692                       sig, w0, cape, m, iflag)
1693  IMPLICIT NONE
1694
1695! ===================================================================
1696! ---  CLOSURE OF CONVECT3
1697!
1698! vectorization: S. Bony
1699! ===================================================================
1700
1701  include "cvthermo.h"
1702  include "cv3param.h"
1703
1704!input:
1705  INTEGER ncum, nd, nloc
1706  INTEGER icb(nloc), inb(nloc)
1707  REAL pbase(nloc)
1708  REAL p(nloc, nd), ph(nloc, nd+1)
1709  REAL tv(nloc, nd), buoy(nloc, nd)
1710
1711!input/output:
1712  REAL sig(nloc, nd), w0(nloc, nd)
1713  INTEGER iflag(nloc)
1714
1715!output:
1716  REAL cape(nloc)
1717  REAL m(nloc, nd)
1718
1719!local variables:
1720  INTEGER i, j, k, icbmax
1721  REAL deltap, fac, w, amu
1722  REAL dtmin(nloc, nd), sigold(nloc, nd)
1723  REAL cbmflast(nloc)
1724
1725
1726! -------------------------------------------------------
1727! -- Initialization
1728! -------------------------------------------------------
1729
1730  DO k = 1, nl
1731    DO i = 1, ncum
1732      m(i, k) = 0.0
1733    END DO
1734  END DO
1735
1736! -------------------------------------------------------
1737! -- Reset sig(i) and w0(i) for i>inb and i<icb
1738! -------------------------------------------------------
1739
1740! update sig and w0 above LNB:
1741
1742  DO k = 1, nl - 1
1743    DO i = 1, ncum
1744      IF ((inb(i)<(nl-1)) .AND. (k>=(inb(i)+1))) THEN
1745        sig(i, k) = beta*sig(i, k) + &
1746                    2.*alpha*buoy(i, inb(i))*abs(buoy(i,inb(i)))
1747        sig(i, k) = amax1(sig(i,k), 0.0)
1748        w0(i, k) = beta*w0(i, k)
1749      END IF
1750    END DO
1751  END DO
1752
1753! compute icbmax:
1754
1755  icbmax = 2
1756  DO i = 1, ncum
1757    icbmax = max(icbmax, icb(i))
1758  END DO
1759
1760! update sig and w0 below cloud base:
1761
1762  DO k = 1, icbmax
1763    DO i = 1, ncum
1764      IF (k<=icb(i)) THEN
1765        sig(i, k) = beta*sig(i, k) - &
1766                    2.*alpha*buoy(i, icb(i))*buoy(i, icb(i))
1767        sig(i, k) = max(sig(i,k), 0.0)
1768        w0(i, k) = beta*w0(i, k)
1769      END IF
1770    END DO
1771  END DO
1772
1773!!      if(inb.lt.(nl-1))then
1774!!         do 85 i=inb+1,nl-1
1775!!            sig(i)=beta*sig(i)+2.*alpha*buoy(inb)*
1776!!     1              abs(buoy(inb))
1777!!            sig(i)=max(sig(i),0.0)
1778!!            w0(i)=beta*w0(i)
1779!!   85    continue
1780!!      end if
1781
1782!!      do 87 i=1,icb
1783!!         sig(i)=beta*sig(i)-2.*alpha*buoy(icb)*buoy(icb)
1784!!         sig(i)=max(sig(i),0.0)
1785!!         w0(i)=beta*w0(i)
1786!!   87 continue
1787
1788! -------------------------------------------------------------
1789! -- Reset fractional areas of updrafts and w0 at initial time
1790! -- and after 10 time steps of no convection
1791! -------------------------------------------------------------
1792
1793  DO k = 1, nl - 1
1794    DO i = 1, ncum
1795      IF (sig(i,nd)<1.5 .OR. sig(i,nd)>12.0) THEN
1796        sig(i, k) = 0.0
1797        w0(i, k) = 0.0
1798      END IF
1799    END DO
1800  END DO
1801
1802! -------------------------------------------------------------
1803! -- Calculate convective available potential energy (cape),
1804! -- vertical velocity (w), fractional area covered by
1805! -- undilute updraft (sig), and updraft mass flux (m)
1806! -------------------------------------------------------------
1807
1808  DO i = 1, ncum
1809    cape(i) = 0.0
1810  END DO
1811
1812! compute dtmin (minimum buoyancy between ICB and given level k):
1813
1814  DO i = 1, ncum
1815    DO k = 1, nl
1816      dtmin(i, k) = 100.0
1817    END DO
1818  END DO
1819
1820  DO i = 1, ncum
1821    DO k = 1, nl
1822      DO j = minorig, nl
1823        IF ((k>=(icb(i)+1)) .AND. (k<=inb(i)) .AND. (j>=icb(i)) .AND. (j<=(k-1))) THEN
1824          dtmin(i, k) = amin1(dtmin(i,k), buoy(i,j))
1825        END IF
1826      END DO
1827    END DO
1828  END DO
1829
1830! the interval on which cape is computed starts at pbase :
1831
1832  DO k = 1, nl
1833    DO i = 1, ncum
1834
1835      IF ((k>=(icb(i)+1)) .AND. (k<=inb(i))) THEN
1836
1837        deltap = min(pbase(i), ph(i,k-1)) - min(pbase(i), ph(i,k))
1838        cape(i) = cape(i) + rrd*buoy(i, k-1)*deltap/p(i, k-1)
1839        cape(i) = amax1(0.0, cape(i))
1840        sigold(i, k) = sig(i, k)
1841
1842! dtmin(i,k)=100.0
1843! do 97 j=icb(i),k-1 ! mauvaise vectorisation
1844! dtmin(i,k)=AMIN1(dtmin(i,k),buoy(i,j))
1845! 97     continue
1846
1847        sig(i, k) = beta*sig(i, k) + alpha*dtmin(i, k)*abs(dtmin(i,k))
1848        sig(i, k) = max(sig(i,k), 0.0)
1849        sig(i, k) = amin1(sig(i,k), 0.01)
1850        fac = amin1(((dtcrit-dtmin(i,k))/dtcrit), 1.0)
1851        w = (1.-beta)*fac*sqrt(cape(i)) + beta*w0(i, k)
1852        amu = 0.5*(sig(i,k)+sigold(i,k))*w
1853        m(i, k) = amu*0.007*p(i, k)*(ph(i,k)-ph(i,k+1))/tv(i, k)
1854        w0(i, k) = w
1855      END IF
1856
1857    END DO
1858  END DO
1859
1860  DO i = 1, ncum
1861    w0(i, icb(i)) = 0.5*w0(i, icb(i)+1)
1862    m(i, icb(i)) = 0.5*m(i, icb(i)+1)*(ph(i,icb(i))-ph(i,icb(i)+1))/(ph(i,icb(i)+1)-ph(i,icb(i)+2))
1863    sig(i, icb(i)) = sig(i, icb(i)+1)
1864    sig(i, icb(i)-1) = sig(i, icb(i))
1865  END DO
1866
1867! ccc 3. Compute final cloud base mass flux and set iflag to 3 if
1868! ccc    cloud base mass flux is exceedingly small and is decreasing (i.e. if
1869! ccc    the final mass flux (cbmflast) is greater than the target mass flux
1870! ccc    (cbmf) ??).
1871! cc
1872! c      do i = 1,ncum
1873! c       cbmflast(i) = 0.
1874! c      enddo
1875! cc
1876! c      do k= 1,nl
1877! c       do i = 1,ncum
1878! c        IF (k .ge. icb(i) .and. k .le. inb(i)) THEN
1879! c         cbmflast(i) = cbmflast(i)+M(i,k)
1880! c        ENDIF
1881! c       enddo
1882! c      enddo
1883! cc
1884! c      do i = 1,ncum
1885! c       IF (cbmflast(i) .lt. 1.e-6) THEN
1886! c         iflag(i) = 3
1887! c       ENDIF
1888! c      enddo
1889! cc
1890! c      do k= 1,nl
1891! c       do i = 1,ncum
1892! c        IF (iflag(i) .ge. 3) THEN
1893! c         M(i,k) = 0.
1894! c         sig(i,k) = 0.
1895! c         w0(i,k) = 0.
1896! c        ENDIF
1897! c       enddo
1898! c      enddo
1899! cc
1900!!      cape=0.0
1901!!      do 98 i=icb+1,inb
1902!!         deltap = min(pbase,ph(i-1))-min(pbase,ph(i))
1903!!         cape=cape+rrd*buoy(i-1)*deltap/p(i-1)
1904!!         dcape=rrd*buoy(i-1)*deltap/p(i-1)
1905!!         dlnp=deltap/p(i-1)
1906!!         cape=max(0.0,cape)
1907!!         sigold=sig(i)
1908
1909!!         dtmin=100.0
1910!!         do 97 j=icb,i-1
1911!!            dtmin=amin1(dtmin,buoy(j))
1912!!   97    continue
1913
1914!!         sig(i)=beta*sig(i)+alpha*dtmin*abs(dtmin)
1915!!         sig(i)=max(sig(i),0.0)
1916!!         sig(i)=amin1(sig(i),0.01)
1917!!         fac=amin1(((dtcrit-dtmin)/dtcrit),1.0)
1918!!         w=(1.-beta)*fac*sqrt(cape)+beta*w0(i)
1919!!         amu=0.5*(sig(i)+sigold)*w
1920!!         m(i)=amu*0.007*p(i)*(ph(i)-ph(i+1))/tv(i)
1921!!         w0(i)=w
1922!!   98 continue
1923!!      w0(icb)=0.5*w0(icb+1)
1924!!      m(icb)=0.5*m(icb+1)*(ph(icb)-ph(icb+1))/(ph(icb+1)-ph(icb+2))
1925!!      sig(icb)=sig(icb+1)
1926!!      sig(icb-1)=sig(icb)
1927
1928  RETURN
1929END SUBROUTINE cv3_closure
1930
1931SUBROUTINE cv3_mixing(nloc, ncum, nd, na, ntra, icb, nk, inb, &
1932                      ph, t, rr, rs, u, v, tra, h, lv, lf, frac, qnk, &
1933                      unk, vnk, hp, tv, tvp, ep, clw, m, sig, &
1934                      ment, qent, uent, vent, nent, sij, elij, ments, qents, traent)
1935  IMPLICIT NONE
1936
1937! ---------------------------------------------------------------------
1938! a faire:
1939! - vectorisation de la partie normalisation des flux (do 789...)
1940! ---------------------------------------------------------------------
1941
1942  include "cvthermo.h"
1943  include "cv3param.h"
1944  include "cvflag.h"
1945
1946!inputs:
1947  INTEGER, INTENT (IN)                               :: ncum, nd, na, ntra, nloc
1948  INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)             :: icb, inb, nk
1949  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: sig
1950  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: qnk, unk, vnk
1951  REAL, DIMENSION (nloc, nd+1), INTENT (IN)          :: ph
1952  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: t, rr, rs
1953  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: u, v
1954  REAL, DIMENSION (nloc, nd, ntra), INTENT (IN)      :: tra               ! input of convect3
1955  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: lv, h, hp
1956  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: lf, frac
1957  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: tv, tvp, ep, clw
1958  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: m                 ! input of convect3
1959
1960!outputs:
1961  REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (OUT)        :: ment, qent
1962  REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (OUT)        :: uent, vent
1963  REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (OUT)        :: sij, elij
1964  REAL, DIMENSION (nloc, nd, nd, ntra), INTENT (OUT)  :: traent
1965  REAL, DIMENSION (nloc, nd, nd), INTENT (OUT)        :: ments, qents
1966  INTEGER, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)         :: nent
1967
1968!local variables:
1969  INTEGER i, j, k, il, im, jm
1970  INTEGER num1, num2
1971  REAL rti, bf2, anum, denom, dei, altem, cwat, stemp, qp
1972  REAL alt, smid, sjmin, sjmax, delp, delm
1973  REAL asij(nloc), smax(nloc), scrit(nloc)
1974  REAL asum(nloc, nd), bsum(nloc, nd), csum(nloc, nd)
1975  REAL sigij(nloc, nd, nd)
1976  REAL wgh
1977  REAL zm(nloc, na)
1978  LOGICAL lwork(nloc)
1979
1980! =====================================================================
1981! --- INITIALIZE VARIOUS ARRAYS USED IN THE COMPUTATIONS
1982! =====================================================================
1983
1984! ori        do 360 i=1,ncum*nlp
1985  DO j = 1, nl
1986    DO i = 1, ncum
1987      nent(i, j) = 0
1988! in convect3, m is computed in cv3_closure
1989! ori          m(i,1)=0.0
1990    END DO
1991  END DO
1992
1993! ori      do 400 k=1,nlp
1994! ori       do 390 j=1,nlp
1995  DO j = 1, nl
1996    DO k = 1, nl
1997      DO i = 1, ncum
1998        qent(i, k, j) = rr(i, j)
1999        uent(i, k, j) = u(i, j)
2000        vent(i, k, j) = v(i, j)
2001        elij(i, k, j) = 0.0
2002!ym            ment(i,k,j)=0.0
2003!ym            sij(i,k,j)=0.0
2004      END DO
2005    END DO
2006  END DO
2007
2008!ym
2009  ment(1:ncum, 1:nd, 1:nd) = 0.0
2010  sij(1:ncum, 1:nd, 1:nd) = 0.0
2011
2012!AC!      do k=1,ntra
2013!AC!       do j=1,nd  ! instead nlp
2014!AC!        do i=1,nd ! instead nlp
2015!AC!         do il=1,ncum
2016!AC!            traent(il,i,j,k)=tra(il,j,k)
2017!AC!         enddo
2018!AC!        enddo
2019!AC!       enddo
2020!AC!      enddo
2021  zm(:, :) = 0.
2022
2023! =====================================================================
2024! --- CALCULATE ENTRAINED AIR MASS FLUX (ment), TOTAL WATER MIXING
2025! --- RATIO (QENT), TOTAL CONDENSED WATER (elij), AND MIXING
2026! --- FRACTION (sij)
2027! =====================================================================
2028
2029  DO i = minorig + 1, nl
2030
2031    DO j = minorig, nl
2032      DO il = 1, ncum
2033        IF ((i>=icb(il)) .AND. (i<=inb(il)) .AND. (j>=(icb(il)-1)) .AND. (j<=inb(il))) THEN
2034
2035          rti = qnk(il) - ep(il, i)*clw(il, i)
2036          bf2 = 1. + lv(il, j)*lv(il, j)*rs(il, j)/(rrv*t(il,j)*t(il,j)*cpd)
2037
2038
2039          IF (cvflag_ice) THEN
2040! print*,cvflag_ice,'cvflag_ice dans do 700'
2041            IF (t(il,j)<=263.15) THEN
2042              bf2 = 1. + (lf(il,j)+lv(il,j))*(lv(il,j)+frac(il,j)* &
2043                   lf(il,j))*rs(il, j)/(rrv*t(il,j)*t(il,j)*cpd)
2044            END IF
2045          END IF
2046
2047          anum = h(il, j) - hp(il, i) + (cpv-cpd)*t(il, j)*(rti-rr(il,j))
2048          denom = h(il, i) - hp(il, i) + (cpd-cpv)*(rr(il,i)-rti)*t(il, j)
2049          dei = denom
2050          IF (abs(dei)<0.01) dei = 0.01
2051          sij(il, i, j) = anum/dei
2052          sij(il, i, i) = 1.0
2053          altem = sij(il, i, j)*rr(il, i) + (1.-sij(il,i,j))*rti - rs(il, j)
2054          altem = altem/bf2
2055          cwat = clw(il, j)*(1.-ep(il,j))
2056          stemp = sij(il, i, j)
2057          IF ((stemp<0.0 .OR. stemp>1.0 .OR. altem>cwat) .AND. j>i) THEN
2058
2059            IF (cvflag_ice) THEN
2060              anum = anum - (lv(il,j)+frac(il,j)*lf(il,j))*(rti-rs(il,j)-cwat*bf2)
2061              denom = denom + (lv(il,j)+frac(il,j)*lf(il,j))*(rr(il,i)-rti)
2062            ELSE
2063              anum = anum - lv(il, j)*(rti-rs(il,j)-cwat*bf2)
2064              denom = denom + lv(il, j)*(rr(il,i)-rti)
2065            END IF
2066
2067            IF (abs(denom)<0.01) denom = 0.01
2068            sij(il, i, j) = anum/denom
2069            altem = sij(il, i, j)*rr(il, i) + (1.-sij(il,i,j))*rti - rs(il, j)
2070            altem = altem - (bf2-1.)*cwat
2071          END IF
2072          IF (sij(il,i,j)>0.0 .AND. sij(il,i,j)<0.95) THEN
2073            qent(il, i, j) = sij(il, i, j)*rr(il, i) + (1.-sij(il,i,j))*rti
2074            uent(il, i, j) = sij(il, i, j)*u(il, i) + (1.-sij(il,i,j))*unk(il)
2075            vent(il, i, j) = sij(il, i, j)*v(il, i) + (1.-sij(il,i,j))*vnk(il)
2076!!!!      do k=1,ntra
2077!!!!      traent(il,i,j,k)=sij(il,i,j)*tra(il,i,k)
2078!!!!     :      +(1.-sij(il,i,j))*tra(il,nk(il),k)
2079!!!!      end do
2080            elij(il, i, j) = altem
2081            elij(il, i, j) = max(0.0, elij(il,i,j))
2082            ment(il, i, j) = m(il, i)/(1.-sij(il,i,j))
2083            nent(il, i) = nent(il, i) + 1
2084          END IF
2085          sij(il, i, j) = max(0.0, sij(il,i,j))
2086          sij(il, i, j) = amin1(1.0, sij(il,i,j))
2087        END IF ! new
2088      END DO
2089    END DO
2090
2091!AC!       do k=1,ntra
2092!AC!        do j=minorig,nl
2093!AC!         do il=1,ncum
2094!AC!          if( (i.ge.icb(il)).and.(i.le.inb(il)).and.
2095!AC!     :       (j.ge.(icb(il)-1)).and.(j.le.inb(il)))then
2096!AC!            traent(il,i,j,k)=sij(il,i,j)*tra(il,i,k)
2097!AC!     :            +(1.-sij(il,i,j))*tra(il,nk(il),k)
2098!AC!          endif
2099!AC!         enddo
2100!AC!        enddo
2101!AC!       enddo
2102
2103
2104! ***   if no air can entrain at level i assume that updraft detrains  ***
2105! ***   at that level and calculate detrained air flux and properties  ***
2106
2107
2108! @      do 170 i=icb(il),inb(il)
2109
2110    DO il = 1, ncum
2111      IF ((i>=icb(il)) .AND. (i<=inb(il)) .AND. (nent(il,i)==0)) THEN
2112! @      if(nent(il,i).eq.0)then
2113        ment(il, i, i) = m(il, i)
2114        qent(il, i, i) = qnk(il) - ep(il, i)*clw(il, i)
2115        uent(il, i, i) = unk(il)
2116        vent(il, i, i) = vnk(il)
2117        elij(il, i, i) = clw(il, i)
2118! MAF      sij(il,i,i)=1.0
2119        sij(il, i, i) = 0.0
2120      END IF
2121    END DO
2122  END DO
2123
2124!AC!      do j=1,ntra
2125!AC!       do i=minorig+1,nl
2126!AC!        do il=1,ncum
2127!AC!         if (i.ge.icb(il) .and. i.le.inb(il) .and. nent(il,i).eq.0) then
2128!AC!          traent(il,i,i,j)=tra(il,nk(il),j)
2129!AC!         endif
2130!AC!        enddo
2131!AC!       enddo
2132!AC!      enddo
2133
2134  DO j = minorig, nl
2135    DO i = minorig, nl
2136      DO il = 1, ncum
2137        IF ((j>=(icb(il)-1)) .AND. (j<=inb(il)) .AND. (i>=icb(il)) .AND. (i<=inb(il))) THEN
2138          sigij(il, i, j) = sij(il, i, j)
2139        END IF
2140      END DO
2141    END DO
2142  END DO
2143! @      enddo
2144
2145! @170   continue
2146
2147! =====================================================================
2148! ---  NORMALIZE ENTRAINED AIR MASS FLUXES
2149! ---  TO REPRESENT EQUAL PROBABILITIES OF MIXING
2150! =====================================================================
2151
2152  CALL zilch(asum, nloc*nd)
2153  CALL zilch(csum, nloc*nd)
2154  CALL zilch(csum, nloc*nd)
2155
2156  DO il = 1, ncum
2157    lwork(il) = .FALSE.
2158  END DO
2159
2160  DO i = minorig + 1, nl
2161
2162    num1 = 0
2163    DO il = 1, ncum
2164      IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il)) num1 = num1 + 1
2165    END DO
2166    IF (num1<=0) GO TO 789
2167
2168
2169    DO il = 1, ncum
2170      IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il)) THEN
2171        lwork(il) = (nent(il,i)/=0)
2172        qp = qnk(il) - ep(il, i)*clw(il, i)
2173
2174        IF (cvflag_ice) THEN
2175
2176          anum = h(il, i) - hp(il, i) - (lv(il,i)+frac(il,i)*lf(il,i))* &
2177                       (qp-rs(il,i)) + (cpv-cpd)*t(il, i)*(qp-rr(il,i))
2178          denom = h(il, i) - hp(il, i) + (lv(il,i)+frac(il,i)*lf(il,i))* &
2179                       (rr(il,i)-qp) + (cpd-cpv)*t(il, i)*(rr(il,i)-qp)
2180        ELSE
2181
2182          anum = h(il, i) - hp(il, i) - lv(il, i)*(qp-rs(il,i)) + &
2183                       (cpv-cpd)*t(il, i)*(qp-rr(il,i))
2184          denom = h(il, i) - hp(il, i) + lv(il, i)*(rr(il,i)-qp) + &
2185                       (cpd-cpv)*t(il, i)*(rr(il,i)-qp)
2186        END IF
2187
2188        IF (abs(denom)<0.01) denom = 0.01
2189        scrit(il) = anum/denom
2190        alt = qp - rs(il, i) + scrit(il)*(rr(il,i)-qp)
2191        IF (scrit(il)<=0.0 .OR. alt<=0.0) scrit(il) = 1.0
2192        smax(il) = 0.0
2193        asij(il) = 0.0
2194      END IF
2195    END DO
2196
2197    DO j = nl, minorig, -1
2198
2199      num2 = 0
2200      DO il = 1, ncum
2201        IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. &
2202            j>=(icb(il)-1) .AND. j<=inb(il) .AND. &
2203            lwork(il)) num2 = num2 + 1
2204      END DO
2205      IF (num2<=0) GO TO 175
2206
2207      DO il = 1, ncum
2208        IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. &
2209            j>=(icb(il)-1) .AND. j<=inb(il) .AND. &
2210            lwork(il)) THEN
2211
2212          IF (sij(il,i,j)>1.0E-16 .AND. sij(il,i,j)<0.95) THEN
2213            wgh = 1.0
2214            IF (j>i) THEN
2215              sjmax = max(sij(il,i,j+1), smax(il))
2216              sjmax = amin1(sjmax, scrit(il))
2217              smax(il) = max(sij(il,i,j), smax(il))
2218              sjmin = max(sij(il,i,j-1), smax(il))
2219              sjmin = amin1(sjmin, scrit(il))
2220              IF (sij(il,i,j)<(smax(il)-1.0E-16)) wgh = 0.0
2221              smid = amin1(sij(il,i,j), scrit(il))
2222            ELSE
2223              sjmax = max(sij(il,i,j+1), scrit(il))
2224              smid = max(sij(il,i,j), scrit(il))
2225              sjmin = 0.0
2226              IF (j>1) sjmin = sij(il, i, j-1)
2227              sjmin = max(sjmin, scrit(il))
2228            END IF
2229            delp = abs(sjmax-smid)
2230            delm = abs(sjmin-smid)
2231            asij(il) = asij(il) + wgh*(delp+delm)
2232            ment(il, i, j) = ment(il, i, j)*(delp+delm)*wgh
2233          END IF
2234        END IF
2235      END DO
2236
2237175 END DO
2238
2239    DO il = 1, ncum
2240      IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2241        asij(il) = max(1.0E-16, asij(il))
2242        asij(il) = 1.0/asij(il)
2243        asum(il, i) = 0.0
2244        bsum(il, i) = 0.0
2245        csum(il, i) = 0.0
2246      END IF
2247    END DO
2248
2249    DO j = minorig, nl
2250      DO il = 1, ncum
2251        IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. &
2252            j>=(icb(il)-1) .AND. j<=inb(il)) THEN
2253          ment(il, i, j) = ment(il, i, j)*asij(il)
2254        END IF
2255      END DO
2256    END DO
2257
2258    DO j = minorig, nl
2259      DO il = 1, ncum
2260        IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. &
2261            j>=(icb(il)-1) .AND. j<=inb(il)) THEN
2262          asum(il, i) = asum(il, i) + ment(il, i, j)
2263          ment(il, i, j) = ment(il, i, j)*sig(il, j)
2264          bsum(il, i) = bsum(il, i) + ment(il, i, j)
2265        END IF
2266      END DO
2267    END DO
2268
2269    DO il = 1, ncum
2270      IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2271        bsum(il, i) = max(bsum(il,i), 1.0E-16)
2272        bsum(il, i) = 1.0/bsum(il, i)
2273      END IF
2274    END DO
2275
2276    DO j = minorig, nl
2277      DO il = 1, ncum
2278        IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. &
2279            j>=(icb(il)-1) .AND. j<=inb(il)) THEN
2280          ment(il, i, j) = ment(il, i, j)*asum(il, i)*bsum(il, i)
2281        END IF
2282      END DO
2283    END DO
2284
2285    DO j = minorig, nl
2286      DO il = 1, ncum
2287        IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. &
2288            j>=(icb(il)-1) .AND. j<=inb(il)) THEN
2289          csum(il, i) = csum(il, i) + ment(il, i, j)
2290        END IF
2291      END DO
2292    END DO
2293
2294    DO il = 1, ncum
2295      IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. &
2296          csum(il,i)<m(il,i)) THEN
2297        nent(il, i) = 0
2298        ment(il, i, i) = m(il, i)
2299        qent(il, i, i) = qnk(il) - ep(il, i)*clw(il, i)
2300        uent(il, i, i) = unk(il)
2301        vent(il, i, i) = vnk(il)
2302        elij(il, i, i) = clw(il, i)
2303! MAF        sij(il,i,i)=1.0
2304        sij(il, i, i) = 0.0
2305      END IF
2306    END DO ! il
2307
2308!AC!      do j=1,ntra
2309!AC!       do il=1,ncum
2310!AC!        if ( i.ge.icb(il) .and. i.le.inb(il) .and. lwork(il)
2311!AC!     :     .and. csum(il,i).lt.m(il,i) ) then
2312!AC!         traent(il,i,i,j)=tra(il,nk(il),j)
2313!AC!        endif
2314!AC!       enddo
2315!AC!      enddo
2316789 END DO
2317
2318! MAF: renormalisation de MENT
2319  CALL zilch(zm, nloc*na)
2320  DO jm = 1, nl
2321    DO im = 1, nl
2322      DO il = 1, ncum
2323        zm(il, im) = zm(il, im) + (1.-sij(il,im,jm))*ment(il, im, jm)
2324      END DO
2325    END DO
2326  END DO
2327
2328  DO jm = 1, nl
2329    DO im = 1, nl
2330      DO il = 1, ncum
2331        IF (zm(il,im)/=0.) THEN
2332          ment(il, im, jm) = ment(il, im, jm)*m(il, im)/zm(il, im)
2333        END IF
2334      END DO
2335    END DO
2336  END DO
2337
2338  DO jm = 1, nl
2339    DO im = 1, nl
2340      DO il = 1, ncum
2341        qents(il, im, jm) = qent(il, im, jm)
2342        ments(il, im, jm) = ment(il, im, jm)
2343      END DO
2344    END DO
2345  END DO
2346
2347  RETURN
2348END SUBROUTINE cv3_mixing
2349
2350SUBROUTINE cv3_unsat(nloc, ncum, nd, na, ntra, icb, inb, iflag, &
2351                     t, rr, rs, gz, u, v, tra, p, ph, &
2352                     th, tv, lv, lf, cpn, ep, sigp, clw, &
2353                     m, ment, elij, delt, plcl, coef_clos, &
2354                     mp, rp, up, vp, trap, wt, water, evap, fondue, ice, &
2355                     faci, b, sigd, &
2356                     wdtrainA, wdtrainM)                                      ! RomP
2357  USE print_control_mod, ONLY: prt_level, lunout
2358  IMPLICIT NONE
2359
2360
2361  include "cvthermo.h"
2362  include "cv3param.h"
2363  include "cvflag.h"
2364  include "nuage.h"
2365
2366!inputs:
2367  INTEGER, INTENT (IN)                               :: ncum, nd, na, ntra, nloc
2368  INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)             :: icb, inb
2369  REAL, INTENT(IN)                                   :: delt
2370  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: plcl
2371  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: t, rr, rs
2372  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: gz
2373  REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: u, v
2374  REAL tra(nloc, nd, ntra)
2375  REAL p(nloc, nd), ph(nloc, nd+1)
2376  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: ep, sigp, clw
2377  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: th, tv, lv, cpn
2378  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: lf
2379  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: m
2380  REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (IN)        :: ment, elij
2381  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: coef_clos
2382
2383!input/output
2384  INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (INOUT)          :: iflag(nloc)
2385
2386!outputs:
2387  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (OUT)           :: mp, rp, up, vp
2388  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (OUT)           :: water, evap, wt
2389  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (OUT)           :: ice, fondue, faci
2390  REAL, DIMENSION (nloc, na, ntra), INTENT (OUT)     :: trap
2391  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (OUT)           :: b
2392  REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (OUT)               :: sigd
2393! 25/08/10 - RomP---- ajout des masses precipitantes ejectees
2394! de l ascendance adiabatique et des flux melanges Pa et Pm.
2395! Distinction des wdtrain
2396! Pa = wdtrainA     Pm = wdtrainM
2397  REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (OUT)           :: wdtrainA, wdtrainM
2398
2399!local variables
2400  INTEGER i, j, k, il, num1, ndp1
2401  REAL tinv, delti, coef
2402  REAL awat, afac, afac1, afac2, bfac
2403  REAL pr1, pr2, sigt, b6, c6, d6, e6, f6, revap, delth
2404  REAL amfac, amp2, xf, tf, fac2, ur, sru, fac, d, af, bf
2405  REAL ampmax, thaw
2406  REAL tevap(nloc)
2407  REAL lvcp(nloc, na), lfcp(nloc, na)
2408  REAL h(nloc, na), hm(nloc, na)
2409  REAL frac(nloc, na)
2410  REAL fraci(nloc, na), prec(nloc, na)
2411  REAL wdtrain(nloc)
2412  LOGICAL lwork(nloc), mplus(nloc)
2413
2414
2415! ------------------------------------------------------
2416IF (prt_level .GE. 10) print *,' ->cv3_unsat, iflag(1) ', iflag(1)
2417
2418! =============================
2419! --- INITIALIZE OUTPUT ARRAYS
2420! =============================
2421!  (loops up to nl+1)
2422mp(:,:) = 0.
2423rp(:,:) = 0.
2424up(:,:) = 0.
2425vp(:,:) = 0.
2426water(:,:) = 0.
2427evap(:,:) = 0.
2428wt(:,:) = 0.
2429ice(:,:) = 0.
2430fondue(:,:) = 0.
2431faci(:,:) = 0.
2432b(:,:) = 0.
2433sigd(:) = 0.
2434!! RomP >>>
2435wdtrainA(:,:) = 0.
2436wdtrainM(:,:) = 0.
2437!! RomP <<<
2438
2439  DO i = 1, nlp
2440    DO il = 1, ncum
2441      rp(il, i) = rr(il, i)
2442      up(il, i) = u(il, i)
2443      vp(il, i) = v(il, i)
2444      wt(il, i) = 0.001
2445    END DO
2446  END DO
2447
2448! ***  Set the fractionnal area sigd of precipitating downdraughts
2449  DO il = 1, ncum
2450    sigd(il) = sigdz*coef_clos(il)
2451  END DO
2452
2453! =====================================================================
2454! --- INITIALIZE VARIOUS ARRAYS AND PARAMETERS USED IN THE COMPUTATIONS
2455! =====================================================================
2456!  (loops up to nl+1)
2457
2458  delti = 1./delt
2459  tinv = 1./3.
2460
2461  DO i = 1, nlp
2462    DO il = 1, ncum
2463      frac(il, i) = 0.0
2464      fraci(il, i) = 0.0
2465      prec(il, i) = 0.0
2466      lvcp(il, i) = lv(il, i)/cpn(il, i)
2467      lfcp(il, i) = lf(il, i)/cpn(il, i)
2468    END DO
2469  END DO
2470
2471!AC!        do k=1,ntra
2472!AC!         do i=1,nd
2473!AC!          do il=1,ncum
2474!AC!           trap(il,i,k)=tra(il,i,k)
2475!AC!          enddo
2476!AC!         enddo
2477!AC!        enddo
2478
2479! ***  check whether ep(inb)=0, if so, skip precipitating    ***
2480! ***             downdraft calculation                      ***
2481
2482
2483  DO il = 1, ncum
2484!!          lwork(il)=.TRUE.
2485!!          if(ep(il,inb(il)).lt.0.0001)lwork(il)=.FALSE.
2486!jyg<
2487!!    lwork(il) = ep(il, inb(il)) >= 0.0001
2488    lwork(il) = ep(il, inb(il)) >= 0.0001 .AND. iflag(il) <= 2
2489  END DO
2490
2491
2492! ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
2493!
2494! ***                    begin downdraft loop                    ***
2495!
2496! ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
2497
2498  DO i = nl + 1, 1, -1
2499
2500    num1 = 0
2501    DO il = 1, ncum
2502      IF (i<=inb(il) .AND. lwork(il)) num1 = num1 + 1
2503    END DO
2504    IF (num1<=0) GO TO 400
2505
2506    CALL zilch(wdtrain, ncum)
2507
2508
2509! ***  integrate liquid water equation to find condensed water   ***
2510! ***                and condensed water flux                    ***
2511!
2512!
2513! ***              calculate detrained precipitation             ***
2514
2515    DO il = 1, ncum
2516      IF (i<=inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2517        IF (cvflag_grav) THEN
2518          wdtrain(il) = grav*ep(il, i)*m(il, i)*clw(il, i)
2519          wdtrainA(il, i) = wdtrain(il)/grav                        !   Pa   RomP
2520        ELSE
2521          wdtrain(il) = 10.0*ep(il, i)*m(il, i)*clw(il, i)
2522          wdtrainA(il, i) = wdtrain(il)/10.                         !   Pa   RomP
2523        END IF
2524      END IF
2525    END DO
2526
2527    IF (i>1) THEN
2528      DO j = 1, i - 1
2529        DO il = 1, ncum
2530          IF (i<=inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2531            awat = elij(il, j, i) - (1.-ep(il,i))*clw(il, i)
2532            awat = max(awat, 0.0)
2533            IF (cvflag_grav) THEN
2534              wdtrain(il) = wdtrain(il) + grav*awat*ment(il, j, i)
2535              wdtrainM(il, i) = wdtrain(il)/grav - wdtrainA(il, i)  !   Pm  RomP
2536            ELSE
2537              wdtrain(il) = wdtrain(il) + 10.0*awat*ment(il, j, i)
2538              wdtrainM(il, i) = wdtrain(il)/10. - wdtrainA(il, i)   !   Pm  RomP
2539            END IF
2540          END IF
2541        END DO
2542      END DO
2543    END IF
2544
2545
2546! ***    find rain water and evaporation using provisional   ***
2547! ***              estimates of rp(i)and rp(i-1)             ***
2548
2549
2550    DO il = 1, ncum
2551      IF (i<=inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2552
2553        wt(il, i) = 45.0
2554
2555        IF (cvflag_ice) THEN
2556          frac(il, inb(il)) = 1. - (t(il,inb(il))-243.15)/(263.15-243.15)
2557          frac(il, inb(il)) = min(max(frac(il,inb(il)),0.), 1.)
2558          fraci(il, inb(il)) = frac(il, inb(il))
2559        ELSE
2560          CONTINUE
2561        END IF
2562
2563        IF (i<inb(il)) THEN
2564
2565          IF (cvflag_ice) THEN
2566!CR:tmax_fonte_cv: T for which ice is totally melted (used to be 275.15)
2567            thaw = (t(il,i)-273.15)/(tmax_fonte_cv-273.15)
2568            thaw = min(max(thaw,0.0), 1.0)
2569            frac(il, i) = frac(il, i)*(1.-thaw)
2570          ELSE
2571            CONTINUE
2572          END IF
2573
2574          rp(il, i) = rp(il, i+1) + &
2575                      (cpd*(t(il,i+1)-t(il,i))+gz(il,i+1)-gz(il,i))/lv(il, i)
2576          rp(il, i) = 0.5*(rp(il,i)+rr(il,i))
2577        END IF
2578        fraci(il, i) = 1. - (t(il,i)-243.15)/(263.15-243.15)
2579        fraci(il, i) = min(max(fraci(il,i),0.0), 1.0)
2580        rp(il, i) = max(rp(il,i), 0.0)
2581        rp(il, i) = amin1(rp(il,i), rs(il,i))
2582        rp(il, inb(il)) = rr(il, inb(il))
2583
2584        IF (i==1) THEN
2585          afac = p(il, 1)*(rs(il,1)-rp(il,1))/(1.0E4+2000.0*p(il,1)*rs(il,1))
2586          IF (cvflag_ice) THEN
2587            afac1 = p(il, i)*(rs(il,1)-rp(il,1))/(1.0E4+2000.0*p(il,1)*rs(il,1))
2588          END IF
2589        ELSE
2590          rp(il, i-1) = rp(il, i) + (cpd*(t(il,i)-t(il,i-1))+gz(il,i)-gz(il,i-1))/lv(il, i)
2591          rp(il, i-1) = 0.5*(rp(il,i-1)+rr(il,i-1))
2592          rp(il, i-1) = amin1(rp(il,i-1), rs(il,i-1))
2593          rp(il, i-1) = max(rp(il,i-1), 0.0)
2594          afac1 = p(il, i)*(rs(il,i)-rp(il,i))/(1.0E4+2000.0*p(il,i)*rs(il,i))
2595          afac2 = p(il, i-1)*(rs(il,i-1)-rp(il,i-1))/(1.0E4+2000.0*p(il,i-1)*rs(il,i-1))
2596          afac = 0.5*(afac1+afac2)
2597        END IF
2598        IF (i==inb(il)) afac = 0.0
2599        afac = max(afac, 0.0)
2600        bfac = 1./(sigd(il)*wt(il,i))
2601
2602!
2603    IF (prt_level >= 20) THEN
2604      Print*, 'cv3_unsat after provisional rp estimate: rp, afac, bfac ', &
2605          i, rp(1, i), afac,bfac
2606    ENDIF
2607!
2608!JYG1
2609! cc        sigt=1.0
2610! cc        if(i.ge.icb)sigt=sigp(i)
2611! prise en compte de la variation progressive de sigt dans
2612! les couches icb et icb-1:
2613! pour plcl<ph(i+1), pr1=0 & pr2=1
2614! pour plcl>ph(i),   pr1=1 & pr2=0
2615! pour ph(i+1)<plcl<ph(i), pr1 est la proportion a cheval
2616! sur le nuage, et pr2 est la proportion sous la base du
2617! nuage.
2618        pr1 = (plcl(il)-ph(il,i+1))/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
2619        pr1 = max(0., min(1.,pr1))
2620        pr2 = (ph(il,i)-plcl(il))/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
2621        pr2 = max(0., min(1.,pr2))
2622        sigt = sigp(il, i)*pr1 + pr2
2623!JYG2
2624
2625!JYG----
2626!    b6 = bfac*100.*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*sigt*afac
2627!    c6 = water(il,i+1) + wdtrain(il)*bfac
2628!    c6 = prec(il,i+1) + wdtrain(il)*bfac
2629!    revap=0.5*(-b6+sqrt(b6*b6+4.*c6))
2630!    evap(il,i)=sigt*afac*revap
2631!    water(il,i)=revap*revap
2632!    prec(il,i)=revap*revap
2633!!        print *,' i,b6,c6,revap,evap(il,i),water(il,i),wdtrain(il) ', &
2634!!                 i,b6,c6,revap,evap(il,i),water(il,i),wdtrain(il)
2635!!---end jyg---
2636
2637! --------retour à la formulation originale d'Emanuel.
2638        IF (cvflag_ice) THEN
2639
2640!   b6=bfac*50.*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*sigt*afac
2641!   c6=prec(il,i+1)+bfac*wdtrain(il) &
2642!       -50.*sigd(il)*bfac*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*evap(il,i+1)
2643!   if(c6.gt.0.0)then
2644!   revap=0.5*(-b6+sqrt(b6*b6+4.*c6))
2645
2646!JAM  Attention: evap=sigt*E
2647!    Modification: evap devient l'évaporation en milieu de couche
2648!    car nécessaire dans cv3_yield
2649!    Du coup, il faut modifier pas mal d'équations...
2650!    et l'expression de afac qui devient afac1
2651!    revap=sqrt((prec(i+1)+prec(i))/2)
2652
2653          b6 = bfac*50.*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*sigt*afac1
2654          c6 = prec(il, i+1) + 0.5*bfac*wdtrain(il)
2655! print *,'bfac,sigd(il),sigt,afac1 ',bfac,sigd(il),sigt,afac1
2656! print *,'prec(il,i+1),wdtrain(il) ',prec(il,i+1),wdtrain(il)
2657! print *,'b6,c6,b6*b6+4.*c6 ',b6,c6,b6*b6+4.*c6
2658          IF (c6>b6*b6+1.E-20) THEN
2659            revap = 2.*c6/(b6+sqrt(b6*b6+4.*c6))
2660          ELSE
2661            revap = (-b6+sqrt(b6*b6+4.*c6))/2.
2662          END IF
2663          prec(il, i) = max(0., 2.*revap*revap-prec(il,i+1))
2664! print*,prec(il,i),'neige'
2665
2666!JYG    Dans sa formulation originale, Emanuel calcule l'evaporation par:
2667! c             evap(il,i)=sigt*afac*revap
2668! ce qui n'est pas correct. Dans cv_routines, la formulation a été modifiee.
2669! Ici,l'evaporation evap est simplement calculee par l'equation de
2670! conservation.
2671! prec(il,i)=revap*revap
2672! else
2673!JYG----   Correction : si c6 <= 0, water(il,i)=0.
2674! prec(il,i)=0.
2675! endif
2676
2677!JYG---   Dans tous les cas, evaporation = [tt ce qui entre dans la couche i]
2678! moins [tt ce qui sort de la couche i]
2679! print *, 'evap avec ice'
2680          evap(il, i) = (wdtrain(il)+sigd(il)*wt(il,i)*(prec(il,i+1)-prec(il,i))) / &
2681                        (sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*100.)
2682!
2683    IF (prt_level >= 20) THEN
2684      Print*, 'cv3_unsat after evap computation: wdtrain, sigd, wt, prec(i+1),prec(i) ', &
2685          i, wdtrain(1), sigd(1), wt(1,i), prec(1,i+1),prec(1,i)
2686    ENDIF
2687!
2688
2689!jyg<
2690          d6 = prec(il,i)-prec(il,i+1)
2691
2692!!          d6 = bfac*wdtrain(il) - 100.*sigd(il)*bfac*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*evap(il, i)
2693!!          e6 = bfac*wdtrain(il)
2694!!          f6 = -100.*sigd(il)*bfac*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*evap(il, i)
2695!>jyg
2696!CR:tmax_fonte_cv: T for which ice is totally melted (used to be 275.15)
2697          thaw = (t(il,i)-273.15)/(tmax_fonte_cv-273.15)
2698          thaw = min(max(thaw,0.0), 1.0)
2699!jyg<
2700          water(il, i) = water(il, i+1) + (1-fraci(il,i))*d6
2701          ice(il, i)   = ice(il, i+1)   + fraci(il, i)*d6
2702          water(il, i) = min(prec(il,i), max(water(il,i), 0.))
2703          ice(il, i)   = min(prec(il,i), max(ice(il,i),   0.))
2704
2705!!          water(il, i) = water(il, i+1) + (1-fraci(il,i))*d6
2706!!          water(il, i) = max(water(il,i), 0.)
2707!!          ice(il, i) = ice(il, i+1) + fraci(il, i)*d6
2708!!          ice(il, i) = max(ice(il,i), 0.)
2709!>jyg
2710          fondue(il, i) = ice(il, i)*thaw
2711          water(il, i) = water(il, i) + fondue(il, i)
2712          ice(il, i) = ice(il, i) - fondue(il, i)
2713
2714          IF (water(il,i)+ice(il,i)<1.E-30) THEN
2715            faci(il, i) = 0.
2716          ELSE
2717            faci(il, i) = ice(il, i)/(water(il,i)+ice(il,i))
2718          END IF
2719
2720!           water(il,i)=water(il,i+1)+(1.-fraci(il,i))*e6+(1.-faci(il,i))*f6
2721!           water(il,i)=max(water(il,i),0.)
2722!           ice(il,i)=ice(il,i+1)+fraci(il,i)*e6+faci(il,i)*f6
2723!           ice(il,i)=max(ice(il,i),0.)
2724!           fondue(il,i)=ice(il,i)*thaw
2725!           water(il,i)=water(il,i)+fondue(il,i)
2726!           ice(il,i)=ice(il,i)-fondue(il,i)
2727           
2728!           if((water(il,i)+ice(il,i)).lt.1.e-30)then
2729!             faci(il,i)=0.
2730!           else
2731!             faci(il,i)=ice(il,i)/(water(il,i)+ice(il,i))
2732!           endif
2733
2734        ELSE
2735          b6 = bfac*50.*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*sigt*afac
2736          c6 = water(il, i+1) + bfac*wdtrain(il) - &
2737               50.*sigd(il)*bfac*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*evap(il, i+1)
2738          IF (c6>0.0) THEN
2739            revap = 0.5*(-b6+sqrt(b6*b6+4.*c6))
2740            water(il, i) = revap*revap
2741          ELSE
2742            water(il, i) = 0.
2743          END IF
2744! print *, 'evap sans ice'
2745          evap(il, i) = (wdtrain(il)+sigd(il)*wt(il,i)*(water(il,i+1)-water(il,i)))/ &
2746                        (sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*100.)
2747
2748        END IF
2749      END IF !(i.le.inb(il) .and. lwork(il))
2750    END DO
2751! ----------------------------------------------------------------
2752
2753! cc
2754! ***  calculate precipitating downdraft mass flux under     ***
2755! ***              hydrostatic approximation                 ***
2756
2757    DO il = 1, ncum
2758      IF (i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. i/=1) THEN
2759
2760        tevap(il) = max(0.0, evap(il,i))
2761        delth = max(0.001, (th(il,i)-th(il,i-1)))
2762        IF (cvflag_ice) THEN
2763          IF (cvflag_grav) THEN
2764            mp(il, i) = 100.*ginv*(lvcp(il,i)*sigd(il)*tevap(il)* &
2765                                               (p(il,i-1)-p(il,i))/delth + &
2766                                   lfcp(il,i)*sigd(il)*faci(il,i)*tevap(il)* &
2767                                               (p(il,i-1)-p(il,i))/delth + &
2768                                   lfcp(il,i)*sigd(il)*wt(il,i)/100.*fondue(il,i)* &
2769                                               (p(il,i-1)-p(il,i))/delth/(ph(il,i)-ph(il,i+1)))
2770          ELSE
2771            mp(il, i) = 10.*(lvcp(il,i)*sigd(il)*tevap(il)* &
2772                                                (p(il,i-1)-p(il,i))/delth + &
2773                             lfcp(il,i)*sigd(il)*faci(il,i)*tevap(il)* &
2774                                                (p(il,i-1)-p(il,i))/delth + &
2775                             lfcp(il,i)*sigd(il)*wt(il,i)/100.*fondue(il,i)* &
2776                                                (p(il,i-1)-p(il,i))/delth/(ph(il,i)-ph(il,i+1)))
2777
2778          END IF
2779        ELSE
2780          IF (cvflag_grav) THEN
2781            mp(il, i) = 100.*ginv*lvcp(il, i)*sigd(il)*tevap(il)* &
2782                                                (p(il,i-1)-p(il,i))/delth
2783          ELSE
2784            mp(il, i) = 10.*lvcp(il, i)*sigd(il)*tevap(il)* &
2785                                                (p(il,i-1)-p(il,i))/delth
2786          END IF
2787
2788        END IF
2789
2790      END IF !(i.le.inb(il) .and. lwork(il) .and. i.ne.1)
2791      IF (prt_level .GE. 20) THEN
2792        PRINT *,'cv3_unsat, mp hydrostatic ', i, mp(il,i)
2793      ENDIF
2794    END DO
2795! ----------------------------------------------------------------
2796
2797! ***           if hydrostatic assumption fails,             ***
2798! ***   solve cubic difference equation for downdraft theta  ***
2799! ***  and mass flux from two simultaneous differential eqns ***
2800
2801    DO il = 1, ncum
2802      IF (i<=inb(il) .AND. lwork(il) .AND. i/=1) THEN
2803
2804        amfac = sigd(il)*sigd(il)*70.0*ph(il, i)*(p(il,i-1)-p(il,i))* &
2805                         (th(il,i)-th(il,i-1))/(tv(il,i)*th(il,i))
2806        amp2 = abs(mp(il,i+1)*mp(il,i+1)-mp(il,i)*mp(il,i))
2807
2808        IF (amp2>(0.1*amfac)) THEN
2809          xf = 100.0*sigd(il)*sigd(il)*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))
2810          tf = b(il, i) - 5.0*(th(il,i)-th(il,i-1))*t(il, i) / &
2811                              (lvcp(il,i)*sigd(il)*th(il,i))
2812          af = xf*tf + mp(il, i+1)*mp(il, i+1)*tinv
2813
2814          IF (cvflag_ice) THEN
2815            bf = 2.*(tinv*mp(il,i+1))**3 + tinv*mp(il, i+1)*xf*tf + &
2816                 50.*(p(il,i-1)-p(il,i))*xf*(tevap(il)*(1.+(lf(il,i)/lv(il,i))*faci(il,i)) + &
2817                (lf(il,i)/lv(il,i))*wt(il,i)/100.*fondue(il,i)/(ph(il,i)-ph(il,i+1)))
2818          ELSE
2819
2820            bf = 2.*(tinv*mp(il,i+1))**3 + tinv*mp(il, i+1)*xf*tf + &
2821                                           50.*(p(il,i-1)-p(il,i))*xf*tevap(il)
2822          END IF
2823
2824          fac2 = 1.0
2825          IF (bf<0.0) fac2 = -1.0
2826          bf = abs(bf)
2827          ur = 0.25*bf*bf - af*af*af*tinv*tinv*tinv
2828          IF (ur>=0.0) THEN
2829            sru = sqrt(ur)
2830            fac = 1.0
2831            IF ((0.5*bf-sru)<0.0) fac = -1.0
2832            mp(il, i) = mp(il, i+1)*tinv + (0.5*bf+sru)**tinv + &
2833                                           fac*(abs(0.5*bf-sru))**tinv
2834          ELSE
2835            d = atan(2.*sqrt(-ur)/(bf+1.0E-28))
2836            IF (fac2<0.0) d = 3.14159 - d
2837            mp(il, i) = mp(il, i+1)*tinv + 2.*sqrt(af*tinv)*cos(d*tinv)
2838          END IF
2839          mp(il, i) = max(0.0, mp(il,i))
2840          IF (prt_level .GE. 20) THEN
2841            PRINT *,'cv3_unsat, mp cubic ', i, mp(il,i)
2842          ENDIF
2843
2844          IF (cvflag_ice) THEN
2845            IF (cvflag_grav) THEN
2846!JYG : il y a vraisemblablement une erreur dans la ligne 2 suivante:
2847! il faut diviser par (mp(il,i)*sigd(il)*grav) et non par (mp(il,i)+sigd(il)*0.1).
2848! Et il faut bien revoir les facteurs 100.
2849              b(il, i-1) = b(il, i) + 100.0*(p(il,i-1)-p(il,i))* &
2850                           (tevap(il)*(1.+(lf(il,i)/lv(il,i))*faci(il,i)) + &
2851                           (lf(il,i)/lv(il,i))*wt(il,i)/100.*fondue(il,i) / &
2852                           (ph(il,i)-ph(il,i+1))) / &
2853                           (mp(il,i)+sigd(il)*0.1) - &
2854                           10.0*(th(il,i)-th(il,i-1))*t(il, i) / &
2855                           (lvcp(il,i)*sigd(il)*th(il,i))
2856            ELSE
2857              b(il, i-1) = b(il, i) + 100.0*(p(il,i-1)-p(il,i))*&
2858                           (tevap(il)*(1.+(lf(il,i)/lv(il,i))*faci(il,i)) + &
2859                           (lf(il,i)/lv(il,i))*wt(il,i)/100.*fondue(il,i) / &
2860                           (ph(il,i)-ph(il,i+1))) / &
2861                           (mp(il,i)+sigd(il)*0.1) - &
2862                           10.0*(th(il,i)-th(il,i-1))*t(il, i) / &
2863                           (lvcp(il,i)*sigd(il)*th(il,i))
2864            END IF
2865          ELSE
2866            IF (cvflag_grav) THEN
2867              b(il, i-1) = b(il, i) + 100.0*(p(il,i-1)-p(il,i))*tevap(il) / &
2868                           (mp(il,i)+sigd(il)*0.1) - &
2869                           10.0*(th(il,i)-th(il,i-1))*t(il, i) / &
2870                           (lvcp(il,i)*sigd(il)*th(il,i))
2871            ELSE
2872              b(il, i-1) = b(il, i) + 100.0*(p(il,i-1)-p(il,i))*tevap(il) / &
2873                           (mp(il,i)+sigd(il)*0.1) - &
2874                           10.0*(th(il,i)-th(il,i-1))*t(il, i) / &
2875                           (lvcp(il,i)*sigd(il)*th(il,i))
2876            END IF
2877          END IF
2878          b(il, i-1) = max(b(il,i-1), 0.0)
2879
2880        END IF !(amp2.gt.(0.1*amfac))
2881
2882!jyg<    This part shifted 10 lines farther
2883!!! ***         limit magnitude of mp(i) to meet cfl condition      ***
2884!!
2885!!        ampmax = 2.0*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*delti
2886!!        amp2 = 2.0*(ph(il,i-1)-ph(il,i))*delti
2887!!        ampmax = min(ampmax, amp2)
2888!!        mp(il, i) = min(mp(il,i), ampmax)
2889!>jyg
2890
2891! ***      force mp to decrease linearly to zero                 ***
2892! ***       between cloud base and the surface                   ***
2893
2894
2895! c      if(p(il,i).gt.p(il,icb(il)))then
2896! c       mp(il,i)=mp(il,icb(il))*(p(il,1)-p(il,i))/(p(il,1)-p(il,icb(il)))
2897! c      endif
2898        IF (ph(il,i)>0.9*plcl(il)) THEN
2899          mp(il, i) = mp(il, i)*(ph(il,1)-ph(il,i))/(ph(il,1)-0.9*plcl(il))
2900        END IF
2901
2902!jyg<    Shifted part
2903! ***         limit magnitude of mp(i) to meet cfl condition      ***
2904
2905        ampmax = 2.0*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*delti
2906        amp2 = 2.0*(ph(il,i-1)-ph(il,i))*delti
2907        ampmax = min(ampmax, amp2)
2908        mp(il, i) = min(mp(il,i), ampmax)
2909!>jyg
2910
2911      END IF ! (i.le.inb(il) .and. lwork(il) .and. i.ne.1)
2912    END DO
2913! ----------------------------------------------------------------
2914!
2915    IF (prt_level >= 20) THEN
2916      Print*, 'cv3_unsat after mp computation: mp, b(i), b(i-1) ', &
2917          i, mp(1, i), b(1,i), b(1,max(i-1,1))
2918    ENDIF
2919!
2920
2921! ***       find mixing ratio of precipitating downdraft     ***
2922
2923    DO il = 1, ncum
2924      IF (i<inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2925        mplus(il) = mp(il, i) > mp(il, i+1)
2926      END IF ! (i.lt.inb(il) .and. lwork(il))
2927    END DO
2928
2929    DO il = 1, ncum
2930      IF (i<inb(il) .AND. lwork(il)) THEN
2931
2932        rp(il, i) = rr(il, i)
2933
2934        IF (mplus(il)) THEN
2935
2936          IF (cvflag_grav) THEN
2937            rp(il, i) = rp(il, i+1)*mp(il, i+1) + rr(il, i)*(mp(il,i)-mp(il,i+1)) + &
2938              100.*ginv*0.5*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*(evap(il,i+1)+evap(il,i))
2939          ELSE
2940            rp(il, i) = rp(il, i+1)*mp(il, i+1) + rr(il, i)*(mp(il,i)-mp(il,i+1)) + &
2941              5.*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))*(evap(il,i+1)+evap(il,i))
2942          END IF
2943          rp(il, i) = rp(il, i)/mp(il, i)
2944          up(il, i) = up(il, i+1)*mp(il, i+1) + u(il, i)*(mp(il,i)-mp(il,i+1))
2945          up(il, i) = up(il, i)/mp(il, i)
2946          vp(il, i) = vp(il, i+1)*mp(il, i+1) + v(il, i)*(mp(il,i)-mp(il,i+1))
2947          vp(il, i) = vp(il, i)/mp(il, i)
2948
2949        ELSE ! if (mplus(il))
2950
2951          IF (mp(il,i+1)>1.0E-16) THEN
2952            IF (cvflag_grav) THEN
2953              rp(il, i) = rp(il,i+1) + 100.*ginv*0.5*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1)) * &
2954                                       (evap(il,i+1)+evap(il,i))/mp(il,i+1)
2955            ELSE
2956              rp(il, i) = rp(il,i+1) + 5.*sigd(il)*(ph(il,i)-ph(il,i+1)) * &
2957                                       (evap(il,i+1)+evap(il,i))/mp(il, i+1)
2958            END IF
2959            up(il, i) = up(il, i+1)
2960            vp(il, i) = vp(il, i+1)
2961          END IF ! (mp(il,i+1).gt.1.0e-16)
2962        END IF ! (mplus(il)) else if (.not.mplus(il))
2963
2964        rp(il, i) = amin1(rp(il,i), rs(il,i))
2965        rp(il, i) = max(rp(il,i), 0.0)
2966
2967      END IF ! (i.lt.inb(il) .and. lwork(il))
2968    END DO
2969! ----------------------------------------------------------------
2970
2971! ***       find tracer concentrations in precipitating downdraft     ***
2972
2973!AC!      do j=1,ntra
2974!AC!       do il = 1,ncum
2975!AC!       if (i.lt.inb(il) .and. lwork(il)) then
2976!AC!c
2977!AC!         if(mplus(il))then
2978!AC!          trap(il,i,j)=trap(il,i+1,j)*mp(il,i+1)
2979!AC!     :              +trap(il,i,j)*(mp(il,i)-mp(il,i+1))
2980!AC!          trap(il,i,j)=trap(il,i,j)/mp(il,i)
2981!AC!         else ! if (mplus(il))
2982!AC!          if(mp(il,i+1).gt.1.0e-16)then
2983!AC!           trap(il,i,j)=trap(il,i+1,j)
2984!AC!          endif
2985!AC!         endif ! (mplus(il)) else if (.not.mplus(il))
2986!AC!c
2987!AC!        endif ! (i.lt.inb(il) .and. lwork(il))
2988!AC!       enddo
2989!AC!      end do
2990
2991400 END DO
2992! ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
2993
2994! ***                    end of downdraft loop                    ***
2995
2996! ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
2997
2998
2999  RETURN
3000END SUBROUTINE cv3_unsat
3001
3002SUBROUTINE cv3_yield(nloc, ncum, nd, na, ntra, ok_conserv_q, &
3003                     icb, inb, delt, &
3004                     t, rr, t_wake, rr_wake, s_wake, u, v, tra, &
3005                     gz, p, ph, h, hp, lv, lf, cpn, th, th_wake, &
3006                     ep, clw, m, tp, mp, rp, up, vp, trap, &
3007                     wt, water, ice, evap, fondue, faci, b, sigd, &
3008                     ment, qent, hent, iflag_mix, uent, vent, &
3009                     nent, elij, traent, sig, &
3010                     tv, tvp, wghti, &
3011                     iflag, precip, Vprecip, Vprecipi, &     ! jyg: Vprecipi
3012                     ft, fr, fu, fv, ftra, &                 ! jyg
3013                     cbmf, upwd, dnwd, dnwd0, ma, mip, &
3014!!                     tls, tps,                             ! useless . jyg
3015                     qcondc, wd, &
3016                     ftd, fqd, qnk, qtc, sigt, tau_cld_cv, coefw_cld_cv)
3017
3018    USE print_control_mod, ONLY: lunout, prt_level
3019    USE add_phys_tend_mod, only : fl_cor_ebil
3020
3021  IMPLICIT NONE
3022
3023  include "cvthermo.h"
3024  include "cv3param.h"
3025  include "cvflag.h"
3026  include "conema3.h"
3027
3028!inputs:
3029      INTEGER, INTENT (IN)                               :: iflag_mix
3030      INTEGER, INTENT (IN)                               :: ncum, nd, na, ntra, nloc
3031      LOGICAL, INTENT (IN)                               :: ok_conserv_q
3032      INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)             :: icb, inb
3033      REAL, INTENT (IN)                                  :: delt
3034      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: t, rr, u, v
3035      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: t_wake, rr_wake
3036      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: s_wake
3037      REAL, DIMENSION (nloc, nd, ntra), INTENT (IN)      :: tra
3038      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: p
3039      REAL, DIMENSION (nloc, nd+1), INTENT (IN)          :: ph
3040      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: gz, h, hp
3041      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: th, tp
3042      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: lv, cpn, ep, clw
3043      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: lf
3044      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: rp, up
3045      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: vp
3046      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: wt
3047      REAL, DIMENSION (nloc, nd, ntra), INTENT (IN)      :: trap
3048      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: water, evap, b
3049      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (IN)            :: fondue, faci, ice
3050      REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (IN)        :: qent, uent
3051      REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (IN)        :: hent
3052      REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (IN)        :: vent, elij
3053      INTEGER, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)         :: nent
3054      REAL, DIMENSION (nloc, na, na, ntra), INTENT (IN)  :: traent
3055      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: tv, tvp, wghti
3056      REAL,INTENT(IN)                                    :: tau_cld_cv, coefw_cld_cv
3057!
3058!input/output:
3059      REAL, DIMENSION (nloc, na), INTENT (INOUT)         :: m, mp
3060      REAL, DIMENSION (nloc, na, na), INTENT (INOUT)     :: ment
3061      INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (INOUT)          :: iflag
3062      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (INOUT)         :: sig
3063      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (INOUT)             :: sigd
3064!
3065!outputs:
3066      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (OUT)               :: precip
3067      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: ft, fr, fu, fv
3068      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: ftd, fqd
3069      REAL, DIMENSION (nloc, nd, ntra), INTENT (OUT)     :: ftra
3070      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: upwd, dnwd, ma
3071      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: dnwd0, mip
3072      REAL, DIMENSION (nloc, nd+1), INTENT (OUT)         :: Vprecip
3073      REAL, DIMENSION (nloc, nd+1), INTENT (OUT)         :: Vprecipi
3074!!      REAL tls(nloc, nd), tps(nloc, nd)                    ! useless . jyg
3075      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: qcondc                      ! cld
3076      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (OUT)           :: qtc, sigt                   ! cld
3077      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (OUT)               :: wd                          ! gust
3078      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (OUT)               :: cbmf
3079!
3080!local variables:
3081      INTEGER                                            :: i, k, il, n, j, num1
3082      REAL                                               :: rat, delti
3083      REAL                                               :: ax, bx, cx, dx, ex
3084      REAL                                               :: cpinv, rdcp, dpinv
3085      REAL, DIMENSION (nloc)                             ::  awat
3086      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: lvcp, lfcp              ! , mke ! unused . jyg
3087      REAL, DIMENSION (nloc)                             :: am, work, ad, amp1
3088!!      real up1(nloc), dn1(nloc)
3089      REAL, DIMENSION (nloc, nd, nd)                     :: up1, dn1
3090!jyg<
3091      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: up_to, up_from
3092      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: dn_to, dn_from
3093!>jyg
3094      REAL, DIMENSION (nloc)                             :: asum, bsum, csum, dsum
3095      REAL, DIMENSION (nloc)                             :: esum, fsum, gsum, hsum
3096      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: th_wake
3097      REAL, DIMENSION (nloc)                             :: alpha_qpos, alpha_qpos1
3098      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: qcond, nqcond, wa           ! cld
3099      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: siga, sax, mac              ! cld
3100      REAL, DIMENSION (nloc)                             :: sument
3101      REAL, DIMENSION (nloc, nd)                         :: sigment, qtment             ! cld
3102      REAL, DIMENSION (nloc)                             :: qnk
3103      REAL sumdq !jyg
3104!
3105! -------------------------------------------------------------
3106
3107! initialization:
3108
3109  delti = 1.0/delt
3110! print*,'cv3_yield initialisation delt', delt
3111
3112  DO il = 1, ncum
3113    precip(il) = 0.0
3114    wd(il) = 0.0 ! gust
3115  END DO
3116
3117!   Fluxes are on a staggered grid : loops extend up to nl+1
3118  DO i = 1, nlp
3119    DO il = 1, ncum
3120      Vprecip(il, i) = 0.0
3121      Vprecipi(il, i) = 0.0                               ! jyg
3122      upwd(il, i) = 0.0
3123      dnwd(il, i) = 0.0
3124      dnwd0(il, i) = 0.0
3125      mip(il, i) = 0.0
3126    END DO
3127  END DO
3128  DO i = 1, nl
3129    DO il = 1, ncum
3130      ft(il, i) = 0.0
3131      fr(il, i) = 0.0
3132      fu(il, i) = 0.0
3133      fv(il, i) = 0.0
3134      ftd(il, i) = 0.0
3135      fqd(il, i) = 0.0
3136      qcondc(il, i) = 0.0 ! cld
3137      qcond(il, i) = 0.0 ! cld
3138      qtc(il, i) = 0.0 ! cld
3139      qtment(il, i) = 0.0 ! cld
3140      sigment(il, i) = 0.0 ! cld
3141      sigt(il, i) = 0.0 ! cld
3142      nqcond(il, i) = 0.0 ! cld
3143    END DO
3144  END DO
3145! print*,'cv3_yield initialisation 2'
3146!AC!      do j=1,ntra
3147!AC!       do i=1,nd
3148!AC!        do il=1,ncum
3149!AC!          ftra(il,i,j)=0.0
3150!AC!        enddo
3151!AC!       enddo
3152!AC!      enddo
3153! print*,'cv3_yield initialisation 3'
3154  DO i = 1, nl
3155    DO il = 1, ncum
3156      lvcp(il, i) = lv(il, i)/cpn(il, i)
3157      lfcp(il, i) = lf(il, i)/cpn(il, i)
3158    END DO
3159  END DO
3160
3161
3162
3163! ***  calculate surface precipitation in mm/day     ***
3164
3165  DO il = 1, ncum
3166    IF (ep(il,inb(il))>=0.0001 .AND. iflag(il)<=1) THEN
3167      IF (cvflag_ice) THEN
3168        precip(il) = wt(il, 1)*sigd(il)*(water(il,1)+ice(il,1)) &
3169                              *86400.*1000./(rowl*grav)
3170      ELSE
3171        precip(il) = wt(il, 1)*sigd(il)*water(il, 1) &
3172                              *86400.*1000./(rowl*grav)
3173      END IF
3174    END IF
3175  END DO
3176! print*,'cv3_yield apres calcul precip'
3177
3178
3179! ===  calculate vertical profile of  precipitation in kg/m2/s  ===
3180
3181  DO i = 1, nl
3182    DO il = 1, ncum
3183      IF (ep(il,inb(il))>=0.0001 .AND. i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3184        IF (cvflag_ice) THEN
3185          Vprecip(il, i) = wt(il, i)*sigd(il)*(water(il,i)+ice(il,i))/grav
3186          Vprecipi(il, i) = wt(il, i)*sigd(il)*ice(il,i)/grav                   ! jyg
3187        ELSE
3188          Vprecip(il, i) = wt(il, i)*sigd(il)*water(il, i)/grav
3189          Vprecipi(il, i) = 0.                                                  ! jyg
3190        END IF
3191      END IF
3192    END DO
3193  END DO
3194
3195
3196! ***  Calculate downdraft velocity scale    ***
3197! ***  NE PAS UTILISER POUR L'INSTANT ***
3198
3199!!      do il=1,ncum
3200!!        wd(il)=betad*abs(mp(il,icb(il)))*0.01*rrd*t(il,icb(il)) &
3201!!                                       /(sigd(il)*p(il,icb(il)))
3202!!      enddo
3203
3204
3205! ***  calculate tendencies of lowest level potential temperature  ***
3206! ***                      and mixing ratio                        ***
3207
3208  DO il = 1, ncum
3209    work(il) = 1.0/(ph(il,1)-ph(il,2))
3210    cbmf(il) = 0.0
3211  END DO
3212
3213  DO k = 2, nl
3214    DO il = 1, ncum
3215      IF (k>=icb(il)) THEN
3216        cbmf(il) = cbmf(il) + m(il, k)
3217      END IF
3218    END DO
3219  END DO
3220
3221!    print*,'cv3_yield avant ft'
3222! am is the part of cbmf taken from the first level
3223  DO il = 1, ncum
3224    am(il) = cbmf(il)*wghti(il, 1)
3225  END DO
3226
3227  DO il = 1, ncum
3228    IF (iflag(il)<=1) THEN
3229! convect3      if((0.1*dpinv*am).ge.delti)iflag(il)=4
3230!JYG  Correction pour conserver l'eau
3231! cc       ft(il,1)=-0.5*lvcp(il,1)*sigd(il)*(evap(il,1)+evap(il,2))          !precip
3232      IF (cvflag_ice) THEN
3233        ft(il, 1) = -lvcp(il, 1)*sigd(il)*evap(il, 1) - &
3234                     lfcp(il, 1)*sigd(il)*evap(il, 1)*faci(il, 1) - &
3235                     lfcp(il, 1)*sigd(il)*(fondue(il,1)*wt(il,1)) / &
3236                       (100.*(ph(il,1)-ph(il,2)))                             !precip
3237      ELSE
3238        ft(il, 1) = -lvcp(il, 1)*sigd(il)*evap(il, 1)
3239      END IF
3240
3241      ft(il, 1) = ft(il, 1) - 0.009*grav*sigd(il)*mp(il, 2)*t_wake(il, 1)*b(il, 1)*work(il)
3242
3243      IF (cvflag_ice) THEN
3244        ft(il, 1) = ft(il, 1) + 0.01*sigd(il)*wt(il, 1)*(cl-cpd)*water(il, 2) * &
3245                                     (t_wake(il,2)-t_wake(il,1))*work(il)/cpn(il, 1) + &
3246                                0.01*sigd(il)*wt(il, 1)*(ci-cpd)*ice(il, 2) * &
3247                                     (t_wake(il,2)-t_wake(il,1))*work(il)/cpn(il, 1)
3248      ELSE
3249        ft(il, 1) = ft(il, 1) + 0.01*sigd(il)*wt(il, 1)*(cl-cpd)*water(il, 2) * &
3250                                     (t_wake(il,2)-t_wake(il,1))*work(il)/cpn(il, 1)
3251      END IF
3252
3253      ftd(il, 1) = ft(il, 1)                                                  ! fin precip
3254
3255      IF ((0.01*grav*work(il)*am(il))>=delti) iflag(il) = 1 !consist vect
3256!jyg<
3257        IF (fl_cor_ebil >= 2) THEN
3258          ft(il, 1) = ft(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*am(il) * &
3259                    ((t(il,2)-t(il,1))*cpn(il,2)+gz(il,2)-gz(il,1))/cpn(il,1)
3260        ELSE
3261          ft(il, 1) = ft(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*am(il) * &
3262                    (t(il,2)-t(il,1)+(gz(il,2)-gz(il,1))/cpn(il,1))
3263        ENDIF
3264!>jyg
3265    END IF ! iflag
3266  END DO
3267
3268
3269  DO j = 2, nl
3270    IF (iflag_mix>0) THEN
3271      DO il = 1, ncum
3272! FH WARNING a modifier :
3273        cpinv = 0.
3274! cpinv=1.0/cpn(il,1)
3275        IF (j<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3276          ft(il, 1) = ft(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*ment(il, j, 1) * &
3277                     (hent(il,j,1)-h(il,1)+t(il,1)*(cpv-cpd)*(rr(il,1)-qent(il,j,1)))*cpinv
3278        END IF ! j
3279      END DO
3280    END IF
3281  END DO
3282! fin sature
3283
3284
3285  DO il = 1, ncum
3286    IF (iflag(il)<=1) THEN
3287!JYG1  Correction pour mieux conserver l'eau (conformite avec CONVECT4.3)
3288      fr(il, 1) = 0.01*grav*mp(il, 2)*(rp(il,2)-rr_wake(il,1))*work(il) + &
3289                  sigd(il)*evap(il, 1)
3290!!!                  sigd(il)*0.5*(evap(il,1)+evap(il,2))
3291
3292      fqd(il, 1) = fr(il, 1) !precip
3293
3294      fr(il, 1) = fr(il, 1) + 0.01*grav*am(il)*(rr(il,2)-rr(il,1))*work(il)        !sature
3295
3296      fu(il, 1) = fu(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*(mp(il,2)*(up(il,2)-u(il,1)) + &
3297                                                  am(il)*(u(il,2)-u(il,1)))
3298      fv(il, 1) = fv(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*(mp(il,2)*(vp(il,2)-v(il,1)) + &
3299                                                  am(il)*(v(il,2)-v(il,1)))
3300    END IF ! iflag
3301  END DO ! il
3302
3303
3304!AC!     do j=1,ntra
3305!AC!      do il=1,ncum
3306!AC!       if (iflag(il) .le. 1) then
3307!AC!       if (cvflag_grav) then
3308!AC!        ftra(il,1,j)=ftra(il,1,j)+0.01*grav*work(il)
3309!AC!    :                     *(mp(il,2)*(trap(il,2,j)-tra(il,1,j))
3310!AC!    :             +am(il)*(tra(il,2,j)-tra(il,1,j)))
3311!AC!       else
3312!AC!        ftra(il,1,j)=ftra(il,1,j)+0.1*work(il)
3313!AC!    :                     *(mp(il,2)*(trap(il,2,j)-tra(il,1,j))
3314!AC!    :             +am(il)*(tra(il,2,j)-tra(il,1,j)))
3315!AC!       endif
3316!AC!       endif  ! iflag
3317!AC!      enddo
3318!AC!     enddo
3319
3320  DO j = 2, nl
3321    DO il = 1, ncum
3322      IF (j<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3323        fr(il, 1) = fr(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*ment(il, j, 1)*(qent(il,j,1)-rr(il,1))
3324        fu(il, 1) = fu(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*ment(il, j, 1)*(uent(il,j,1)-u(il,1))
3325        fv(il, 1) = fv(il, 1) + 0.01*grav*work(il)*ment(il, j, 1)*(vent(il,j,1)-v(il,1))
3326      END IF ! j
3327    END DO
3328  END DO
3329
3330!AC!      do k=1,ntra
3331!AC!       do j=2,nl
3332!AC!        do il=1,ncum
3333!AC!         if (j.le.inb(il) .and. iflag(il) .le. 1) then
3334!AC!
3335!AC!          if (cvflag_grav) then
3336!AC!           ftra(il,1,k)=ftra(il,1,k)+0.01*grav*work(il)*ment(il,j,1)
3337!AC!     :                *(traent(il,j,1,k)-tra(il,1,k))
3338!AC!          else
3339!AC!           ftra(il,1,k)=ftra(il,1,k)+0.1*work(il)*ment(il,j,1)
3340!AC!     :                *(traent(il,j,1,k)-tra(il,1,k))
3341!AC!          endif
3342!AC!
3343!AC!         endif
3344!AC!        enddo
3345!AC!       enddo
3346!AC!      enddo
3347! print*,'cv3_yield apres ft'
3348
3349!jyg<
3350!-----------------------------------------------------------
3351           IF (ok_optim_yield) THEN                       !|
3352!-----------------------------------------------------------
3353!
3354!***                                                      ***
3355!***    Compute convective mass fluxes upwd and dnwd      ***
3356
3357upwd(:,:) = 0.
3358up_to(:,:) = 0.
3359up_from(:,:) = 0.
3360dnwd(:,:) = 0.
3361dn_to(:,:) = 0.
3362dn_from(:,:) = 0.
3363!
3364! =================================================
3365!              upward fluxes                      |
3366! ------------------------------------------------
3367DO i = 2, nl
3368  DO il = 1, ncum
3369    IF (i<=inb(il)) THEN
3370      up_to(il,i) = m(il,i)
3371    ENDIF
3372  ENDDO
3373  DO j = 1, i-1
3374    DO il = 1, ncum
3375      IF (i<=inb(il)) THEN
3376        up_to(il,i) = up_to(il,i) + ment(il,j,i)
3377      ENDIF
3378    ENDDO
3379  ENDDO
3380ENDDO
3381!
3382DO i = 1, nl
3383  DO il = 1, ncum
3384    IF (i<=inb(il)) THEN
3385      up_from(il,i) = cbmf(il)*wghti(il,i)
3386    ENDIF
3387  ENDDO
3388ENDDO
3389!!DO i = 2, nl
3390!!  DO j = i+1, nl          !! Permuter les boucles i et j
3391DO j = 3, nl
3392  DO i = 2, j-1
3393    DO il = 1, ncum
3394      IF (j<=inb(il)) THEN
3395        up_from(il,i) = up_from(il,i) + ment(il,i,j)
3396      ENDIF
3397    ENDDO
3398  ENDDO
3399ENDDO
3400!
3401! The difference between upwd(il,i) and upwd(il,i-1) is due to updrafts ending in layer
3402!(i-1) (theses drafts cross interface (i-1) but not interface(i)) and to updrafts starting
3403!from layer (i-1) (theses drafts cross interface (i) but not interface(i-1)):
3404!
3405DO i = 2, nlp
3406  DO il = 1, ncum
3407    upwd(il,i) = max(0., upwd(il,i-1) - up_to(il,i-1) + up_from(il,i-1))
3408  ENDDO
3409ENDDO
3410!
3411! =================================================
3412!              downward fluxes                    |
3413! ------------------------------------------------
3414DO i = 1, nl
3415  DO j = i+1, nl
3416    DO il = 1, ncum
3417      IF (j<=inb(il)) THEN
3418        dn_to(il,i) = dn_to(il,i) + ment(il,j,i)
3419      ENDIF
3420    ENDDO
3421  ENDDO
3422ENDDO
3423!
3424!!DO i = 2, nl
3425!!  DO j = 1, i-1          !! Permuter les boucles i et j
3426DO j = 1, nl
3427  DO i = j+1, nl
3428    DO il = 1, ncum
3429      IF (i<=inb(il)) THEN
3430        dn_from(il,i) = dn_from(il,i) + ment(il,i,j)
3431      ENDIF
3432    ENDDO
3433  ENDDO
3434ENDDO
3435!
3436! The difference between dnwd(il,i) and dnwd(il,i+1) is due to downdrafts ending in layer
3437!(i) (theses drafts cross interface (i+1) but not interface(i)) and to downdrafts
3438!starting from layer (i) (theses drafts cross interface (i) but not interface(i+1)):
3439!
3440DO i = nl-1, 1, -1
3441  DO il = 1, ncum
3442    dnwd(il,i) = max(0., dnwd(il,i+1) - dn_to(il,i) + dn_from(il,i))
3443  ENDDO
3444ENDDO
3445! =================================================
3446!
3447!-----------------------------------------------------------
3448        ENDIF !(ok_optim_yield)                           !|
3449!-----------------------------------------------------------
3450!>jyg
3451
3452! ***  calculate tendencies of potential temperature and mixing ratio  ***
3453! ***               at levels above the lowest level                   ***
3454
3455! ***  first find the net saturated updraft and downdraft mass fluxes  ***
3456! ***                      through each level                          ***
3457
3458
3459!jyg<
3460!!  DO i = 2, nl + 1 ! newvecto: mettre nl au lieu nl+1?
3461  DO i = 2, nl
3462!>jyg
3463
3464    num1 = 0
3465    DO il = 1, ncum
3466      IF (i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) num1 = num1 + 1
3467    END DO
3468    IF (num1<=0) GO TO 500
3469
3470!
3471!jyg<
3472!-----------------------------------------------------------
3473           IF (ok_optim_yield) THEN                       !|
3474!-----------------------------------------------------------
3475DO il = 1, ncum
3476   amp1(il) = upwd(il,i+1)
3477   ad(il) = dnwd(il,i)
3478ENDDO
3479!-----------------------------------------------------------
3480        ELSE !(ok_optim_yield)                            !|
3481!-----------------------------------------------------------
3482!>jyg
3483    DO il = 1,ncum
3484      amp1(il) = 0.
3485      ad(il) = 0.
3486    ENDDO
3487
3488    DO k = 1, nl + 1
3489      DO il = 1, ncum
3490        IF (i>=icb(il)) THEN
3491          IF (k>=i+1 .AND. k<=(inb(il)+1)) THEN
3492            amp1(il) = amp1(il) + m(il, k)
3493          END IF
3494        ELSE
3495! AMP1 is the part of cbmf taken from layers I and lower
3496          IF (k<=i) THEN
3497            amp1(il) = amp1(il) + cbmf(il)*wghti(il, k)
3498          END IF
3499        END IF
3500      END DO
3501    END DO
3502
3503    DO j = i + 1, nl + 1         
3504       DO k = 1, i
3505          !yor! reverted j and k loops
3506          DO il = 1, ncum
3507!yor!        IF (i<=inb(il) .AND. j<=(inb(il)+1)) THEN ! the second condition implies the first !
3508             IF (j<=(inb(il)+1)) THEN 
3509                amp1(il) = amp1(il) + ment(il, k, j)
3510             END IF
3511          END DO
3512       END DO
3513    END DO
3514
3515    DO k = 1, i - 1
3516!jyg<
3517!!      DO j = i, nl + 1 ! newvecto: nl au lieu nl+1?
3518      DO j = i, nl
3519!>jyg
3520        DO il = 1, ncum
3521!yor!        IF (i<=inb(il) .AND. j<=inb(il)) THEN ! the second condition implies the 1st !
3522             IF (j<=inb(il)) THEN   
3523            ad(il) = ad(il) + ment(il, j, k)
3524          END IF
3525        END DO
3526      END DO
3527    END DO
3528!
3529!-----------------------------------------------------------
3530        ENDIF !(ok_optim_yield)                           !|
3531!-----------------------------------------------------------
3532!
3533!!   print *,'yield, i, amp1, ad', i, amp1(1), ad(1)
3534
3535    DO il = 1, ncum
3536      IF (i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3537        dpinv = 1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3538        cpinv = 1.0/cpn(il, i)
3539
3540! convect3      if((0.1*dpinv*amp1).ge.delti)iflag(il)=4
3541        IF ((0.01*grav*dpinv*amp1(il))>=delti) iflag(il) = 1 ! vecto
3542
3543! precip
3544! cc       ft(il,i)= -0.5*sigd(il)*lvcp(il,i)*(evap(il,i)+evap(il,i+1))
3545        IF (cvflag_ice) THEN
3546          ft(il, i) = -sigd(il)*lvcp(il, i)*evap(il, i) - &
3547                       sigd(il)*lfcp(il, i)*evap(il, i)*faci(il, i) - &
3548                       sigd(il)*lfcp(il, i)*fondue(il, i)*wt(il, i)/(100.*(p(il,i-1)-p(il,i)))
3549        ELSE
3550          ft(il, i) = -sigd(il)*lvcp(il, i)*evap(il, i)
3551        END IF
3552
3553        rat = cpn(il, i-1)*cpinv
3554
3555        ft(il, i) = ft(il, i) - 0.009*grav*sigd(il) * &
3556                     (mp(il,i+1)*t_wake(il,i)*b(il,i)-mp(il,i)*t_wake(il,i-1)*rat*b(il,i-1))*dpinv
3557        IF (cvflag_ice) THEN
3558          ft(il, i) = ft(il, i) + 0.01*sigd(il)*wt(il, i)*(cl-cpd)*water(il, i+1) * &
3559                                       (t_wake(il,i+1)-t_wake(il,i))*dpinv*cpinv + &
3560                                  0.01*sigd(il)*wt(il, i)*(ci-cpd)*ice(il, i+1) * &
3561                                       (t_wake(il,i+1)-t_wake(il,i))*dpinv*cpinv
3562        ELSE
3563          ft(il, i) = ft(il, i) + 0.01*sigd(il)*wt(il, i)*(cl-cpd)*water(il, i+1) * &
3564                                       (t_wake(il,i+1)-t_wake(il,i))*dpinv* &
3565            cpinv
3566        END IF
3567
3568        ftd(il, i) = ft(il, i)
3569! fin precip
3570
3571! sature
3572!jyg<
3573        IF (fl_cor_ebil >= 2) THEN
3574          ft(il, i) = ft(il, i) + 0.01*grav*dpinv * &
3575              ( amp1(il)*( (t(il,i+1)-t(il,i))*cpn(il,i+1) + gz(il,i+1)-gz(il,i))*cpinv - &
3576                ad(il)*( (t(il,i)-t(il,i-1))*cpn(il,i-1) + gz(il,i)-gz(il,i-1))*cpinv)
3577        ELSE
3578          ft(il, i) = ft(il, i) + 0.01*grav*dpinv * &
3579                     (amp1(il)*(t(il,i+1)-t(il,i) + (gz(il,i+1)-gz(il,i))*cpinv) - &
3580                      ad(il)*(t(il,i)-t(il,i-1)+(gz(il,i)-gz(il,i-1))*cpinv))
3581        ENDIF
3582!>jyg
3583
3584
3585        IF (iflag_mix==0) THEN
3586          ft(il, i) = ft(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, i, i)*(hp(il,i)-h(il,i) + &
3587                                    t(il,i)*(cpv-cpd)*(rr(il,i)-qent(il,i,i)))*cpinv
3588        END IF
3589!
3590! sb: on ne fait pas encore la correction permettant de mieux
3591! conserver l'eau:
3592!JYG: correction permettant de mieux conserver l'eau:
3593! cc         fr(il,i)=0.5*sigd(il)*(evap(il,i)+evap(il,i+1))
3594        fr(il, i) = sigd(il)*evap(il, i) + 0.01*grav*(mp(il,i+1)*(rp(il,i+1)-rr_wake(il,i)) - &
3595                                                      mp(il,i)*(rp(il,i)-rr_wake(il,i-1)))*dpinv
3596        fqd(il, i) = fr(il, i)                                                                     ! precip
3597
3598        fu(il, i) = 0.01*grav*(mp(il,i+1)*(up(il,i+1)-u(il,i)) - &
3599                               mp(il,i)*(up(il,i)-u(il,i-1)))*dpinv
3600        fv(il, i) = 0.01*grav*(mp(il,i+1)*(vp(il,i+1)-v(il,i)) - &
3601                               mp(il,i)*(vp(il,i)-v(il,i-1)))*dpinv
3602
3603
3604        fr(il, i) = fr(il, i) + 0.01*grav*dpinv*(amp1(il)*(rr(il,i+1)-rr(il,i)) - &
3605                                                 ad(il)*(rr(il,i)-rr(il,i-1)))
3606        fu(il, i) = fu(il, i) + 0.01*grav*dpinv*(amp1(il)*(u(il,i+1)-u(il,i)) - &
3607                                                 ad(il)*(u(il,i)-u(il,i-1)))
3608        fv(il, i) = fv(il, i) + 0.01*grav*dpinv*(amp1(il)*(v(il,i+1)-v(il,i)) - &
3609                                                 ad(il)*(v(il,i)-v(il,i-1)))
3610
3611      END IF ! i
3612    END DO
3613
3614!AC!      do k=1,ntra
3615!AC!       do il=1,ncum
3616!AC!        if (i.le.inb(il) .and. iflag(il) .le. 1) then
3617!AC!         dpinv=1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3618!AC!         cpinv=1.0/cpn(il,i)
3619!AC!         if (cvflag_grav) then
3620!AC!           ftra(il,i,k)=ftra(il,i,k)+0.01*grav*dpinv
3621!AC!     :         *(amp1(il)*(tra(il,i+1,k)-tra(il,i,k))
3622!AC!     :           -ad(il)*(tra(il,i,k)-tra(il,i-1,k)))
3623!AC!         else
3624!AC!           ftra(il,i,k)=ftra(il,i,k)+0.1*dpinv
3625!AC!     :         *(amp1(il)*(tra(il,i+1,k)-tra(il,i,k))
3626!AC!     :           -ad(il)*(tra(il,i,k)-tra(il,i-1,k)))
3627!AC!         endif
3628!AC!        endif
3629!AC!       enddo
3630!AC!      enddo
3631
3632    DO k = 1, i - 1
3633
3634      DO il = 1, ncum
3635        awat(il) = elij(il, k, i) - (1.-ep(il,i))*clw(il, i)
3636        awat(il) = max(awat(il), 0.0)
3637      END DO
3638
3639      IF (iflag_mix/=0) THEN
3640        DO il = 1, ncum
3641          IF (i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3642            dpinv = 1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3643            cpinv = 1.0/cpn(il, i)
3644            ft(il, i) = ft(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i) * &
3645                 (hent(il,k,i)-h(il,i)+t(il,i)*(cpv-cpd)*(rr(il,i)+awat(il)-qent(il,k,i)))*cpinv
3646!
3647!
3648          END IF ! i
3649        END DO
3650      END IF
3651
3652      DO il = 1, ncum
3653        IF (i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3654          dpinv = 1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3655          cpinv = 1.0/cpn(il, i)
3656          fr(il, i) = fr(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i) * &
3657                                                       (qent(il,k,i)-awat(il)-rr(il,i))
3658          fu(il, i) = fu(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i)*(uent(il,k,i)-u(il,i))
3659          fv(il, i) = fv(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i)*(vent(il,k,i)-v(il,i))
3660
3661! (saturated updrafts resulting from mixing)                                   ! cld
3662          qcond(il, i) = qcond(il, i) + (elij(il,k,i)-awat(il))                ! cld
3663          qtment(il, i) = qtment(il, i) + qent(il,k,i)                         ! cld
3664          nqcond(il, i) = nqcond(il, i) + 1.                                   ! cld
3665        END IF ! i
3666      END DO
3667    END DO
3668
3669!AC!      do j=1,ntra
3670!AC!       do k=1,i-1
3671!AC!        do il=1,ncum
3672!AC!         if (i.le.inb(il) .and. iflag(il) .le. 1) then
3673!AC!          dpinv=1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3674!AC!          cpinv=1.0/cpn(il,i)
3675!AC!          if (cvflag_grav) then
3676!AC!           ftra(il,i,j)=ftra(il,i,j)+0.01*grav*dpinv*ment(il,k,i)
3677!AC!     :        *(traent(il,k,i,j)-tra(il,i,j))
3678!AC!          else
3679!AC!           ftra(il,i,j)=ftra(il,i,j)+0.1*dpinv*ment(il,k,i)
3680!AC!     :        *(traent(il,k,i,j)-tra(il,i,j))
3681!AC!          endif
3682!AC!         endif
3683!AC!        enddo
3684!AC!       enddo
3685!AC!      enddo
3686
3687!jyg<
3688!!    DO k = i, nl + 1
3689    DO k = i, nl
3690!>jyg
3691
3692      IF (iflag_mix/=0) THEN
3693        DO il = 1, ncum
3694          IF (i<=inb(il) .AND. k<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3695            dpinv = 1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3696            cpinv = 1.0/cpn(il, i)
3697            ft(il, i) = ft(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i) * &
3698                  (hent(il,k,i)-h(il,i)+t(il,i)*(cpv-cpd)*(rr(il,i)-qent(il,k,i)))*cpinv
3699
3700
3701          END IF ! i
3702        END DO
3703      END IF
3704
3705      DO il = 1, ncum
3706        IF (i<=inb(il) .AND. k<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3707          dpinv = 1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3708          cpinv = 1.0/cpn(il, i)
3709
3710          fr(il, i) = fr(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i)*(qent(il,k,i)-rr(il,i))
3711          fu(il, i) = fu(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i)*(uent(il,k,i)-u(il,i))
3712          fv(il, i) = fv(il, i) + 0.01*grav*dpinv*ment(il, k, i)*(vent(il,k,i)-v(il,i))
3713        END IF ! i and k
3714      END DO
3715    END DO
3716
3717!AC!      do j=1,ntra
3718!AC!       do k=i,nl+1
3719!AC!        do il=1,ncum
3720!AC!         if (i.le.inb(il) .and. k.le.inb(il)
3721!AC!     $                .and. iflag(il) .le. 1) then
3722!AC!          dpinv=1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3723!AC!          cpinv=1.0/cpn(il,i)
3724!AC!          if (cvflag_grav) then
3725!AC!           ftra(il,i,j)=ftra(il,i,j)+0.01*grav*dpinv*ment(il,k,i)
3726!AC!     :         *(traent(il,k,i,j)-tra(il,i,j))
3727!AC!          else
3728!AC!           ftra(il,i,j)=ftra(il,i,j)+0.1*dpinv*ment(il,k,i)
3729!AC!     :             *(traent(il,k,i,j)-tra(il,i,j))
3730!AC!          endif
3731!AC!         endif ! i and k
3732!AC!        enddo
3733!AC!       enddo
3734!AC!      enddo
3735
3736! sb: interface with the cloud parameterization:                               ! cld
3737
3738    DO k = i + 1, nl
3739      DO il = 1, ncum
3740        IF (k<=inb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN               ! cld
3741! (saturated downdrafts resulting from mixing)                                 ! cld
3742          qcond(il, i) = qcond(il, i) + elij(il, k, i)                         ! cld
3743          qtment(il, i) = qent(il,k,i) + qtment(il,i)                          ! cld
3744          nqcond(il, i) = nqcond(il, i) + 1.                                   ! cld
3745        END IF ! cld
3746      END DO ! cld
3747    END DO ! cld
3748
3749! (particular case: no detraining level is found)                              ! cld
3750    DO il = 1, ncum                                                            ! cld
3751      IF (i<=inb(il) .AND. nent(il,i)==0 .AND. iflag(il)<=1) THEN              ! cld
3752        qcond(il, i) = qcond(il, i) + (1.-ep(il,i))*clw(il, i)                 ! cld
3753        qtment(il, i) = qent(il,k,i) + qtment(il,i)                          ! cld
3754        nqcond(il, i) = nqcond(il, i) + 1.                                     ! cld
3755      END IF                                                                   ! cld
3756    END DO                                                                     ! cld
3757
3758    DO il = 1, ncum                                                            ! cld
3759      IF (i<=inb(il) .AND. nqcond(il,i)/=0 .AND. iflag(il)<=1) THEN            ! cld
3760        qcond(il, i) = qcond(il, i)/nqcond(il, i)                              ! cld
3761        qtment(il, i) = qtment(il,i)/nqcond(il, i)                             ! cld
3762      END IF                                                                   ! cld
3763    END DO
3764
3765!AC!      do j=1,ntra
3766!AC!       do il=1,ncum
3767!AC!        if (i.le.inb(il) .and. iflag(il) .le. 1) then
3768!AC!         dpinv=1.0/(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3769!AC!         cpinv=1.0/cpn(il,i)
3770!AC!
3771!AC!         if (cvflag_grav) then
3772!AC!          ftra(il,i,j)=ftra(il,i,j)+0.01*grav*dpinv
3773!AC!     :     *(mp(il,i+1)*(trap(il,i+1,j)-tra(il,i,j))
3774!AC!     :     -mp(il,i)*(trap(il,i,j)-trap(il,i-1,j)))
3775!AC!         else
3776!AC!          ftra(il,i,j)=ftra(il,i,j)+0.1*dpinv
3777!AC!     :     *(mp(il,i+1)*(trap(il,i+1,j)-tra(il,i,j))
3778!AC!     :     -mp(il,i)*(trap(il,i,j)-trap(il,i-1,j)))
3779!AC!         endif
3780!AC!        endif ! i
3781!AC!       enddo
3782!AC!      enddo
3783
3784
3785500 END DO
3786
3787!JYG<
3788!Conservation de l'eau
3789!   sumdq = 0.
3790!   DO k = 1, nl
3791!     sumdq = sumdq + fr(1, k)*100.*(ph(1,k)-ph(1,k+1))/grav
3792!   END DO
3793!   PRINT *, 'cv3_yield, apres 500, sum(dq), precip, somme ', sumdq, Vprecip(1, 1), sumdq + vprecip(1, 1)
3794!JYG>
3795! ***   move the detrainment at level inb down to level inb-1   ***
3796! ***        in such a way as to preserve the vertically        ***
3797! ***          integrated enthalpy and water tendencies         ***
3798
3799! Correction bug le 18-03-09
3800  DO il = 1, ncum
3801    IF (iflag(il)<=1) THEN
3802      ax = 0.01*grav*ment(il, inb(il), inb(il))* &
3803           (hp(il,inb(il))-h(il,inb(il))+t(il,inb(il))*(cpv-cpd)*(rr(il,inb(il))-qent(il,inb(il),inb(il))))/ &
3804                                (cpn(il,inb(il))*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1)))
3805      ft(il, inb(il)) = ft(il, inb(il)) - ax
3806      ft(il, inb(il)-1) = ft(il, inb(il)-1) + ax*cpn(il, inb(il))*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))/ &
3807                              (cpn(il,inb(il)-1)*(ph(il,inb(il)-1)-ph(il,inb(il))))
3808
3809      bx = 0.01*grav*ment(il, inb(il), inb(il))*(qent(il,inb(il),inb(il))-rr(il,inb(il)))/ &
3810                                                 (ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3811      fr(il, inb(il)) = fr(il, inb(il)) - bx
3812      fr(il, inb(il)-1) = fr(il, inb(il)-1) + bx*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))/ &
3813                                                 (ph(il,inb(il)-1)-ph(il,inb(il)))
3814
3815      cx = 0.01*grav*ment(il, inb(il), inb(il))*(uent(il,inb(il),inb(il))-u(il,inb(il)))/ &
3816                                                 (ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3817      fu(il, inb(il)) = fu(il, inb(il)) - cx
3818      fu(il, inb(il)-1) = fu(il, inb(il)-1) + cx*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))/ &
3819                                                 (ph(il,inb(il)-1)-ph(il,inb(il)))
3820
3821      dx = 0.01*grav*ment(il, inb(il), inb(il))*(vent(il,inb(il),inb(il))-v(il,inb(il)))/ &
3822                                                 (ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3823      fv(il, inb(il)) = fv(il, inb(il)) - dx
3824      fv(il, inb(il)-1) = fv(il, inb(il)-1) + dx*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))/ &
3825                                                 (ph(il,inb(il)-1)-ph(il,inb(il)))
3826    END IF !iflag
3827  END DO
3828
3829!JYG<
3830!Conservation de l'eau
3831!   sumdq = 0.
3832!   DO k = 1, nl
3833!     sumdq = sumdq + fr(1, k)*100.*(ph(1,k)-ph(1,k+1))/grav
3834!   END DO
3835!   PRINT *, 'cv3_yield, apres 503, sum(dq), precip, somme ', sumdq, Vprecip(1, 1), sumdq + vprecip(1, 1)
3836!JYG>
3837
3838!AC!      do j=1,ntra
3839!AC!       do il=1,ncum
3840!AC!        IF (iflag(il) .le. 1) THEN
3841!AC!    IF (cvflag_grav) then
3842!AC!        ex=0.01*grav*ment(il,inb(il),inb(il))
3843!AC!     :      *(traent(il,inb(il),inb(il),j)-tra(il,inb(il),j))
3844!AC!     :      /(ph(i l,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3845!AC!        ftra(il,inb(il),j)=ftra(il,inb(il),j)-ex
3846!AC!        ftra(il,inb(il)-1,j)=ftra(il,inb(il)-1,j)
3847!AC!     :       +ex*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3848!AC!     :          /(ph(il,inb(il)-1)-ph(il,inb(il)))
3849!AC!    else
3850!AC!        ex=0.1*ment(il,inb(il),inb(il))
3851!AC!     :      *(traent(il,inb(il),inb(il),j)-tra(il,inb(il),j))
3852!AC!     :      /(ph(i l,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3853!AC!        ftra(il,inb(il),j)=ftra(il,inb(il),j)-ex
3854!AC!        ftra(il,inb(il)-1,j)=ftra(il,inb(il)-1,j)
3855!AC!     :       +ex*(ph(il,inb(il))-ph(il,inb(il)+1))
3856!AC!     :          /(ph(il,inb(il)-1)-ph(il,inb(il)))
3857!AC!        ENDIF   !cvflag grav
3858!AC!        ENDIF    !iflag
3859!AC!       enddo
3860!AC!      enddo
3861
3862
3863! ***    homogenize tendencies below cloud base    ***
3864
3865
3866  DO il = 1, ncum
3867    asum(il) = 0.0
3868    bsum(il) = 0.0
3869    csum(il) = 0.0
3870    dsum(il) = 0.0
3871    esum(il) = 0.0
3872    fsum(il) = 0.0
3873    gsum(il) = 0.0
3874    hsum(il) = 0.0
3875  END DO
3876
3877!do i=1,nl
3878!do il=1,ncum
3879!th_wake(il,i)=t_wake(il,i)*(1000.0/p(il,i))**rdcp
3880!enddo
3881!enddo
3882
3883  DO i = 1, nl
3884    DO il = 1, ncum
3885      IF (i<=(icb(il)-1) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3886!jyg  Saturated part : use T profile
3887        asum(il) = asum(il) + (ft(il,i)-ftd(il,i))*(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3888!jyg<20140311
3889!Correction pour conserver l eau
3890        IF (ok_conserv_q) THEN
3891          bsum(il) = bsum(il) + (fr(il,i)-fqd(il,i))*(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3892          csum(il) = csum(il) + (ph(il,i)-ph(il,i+1))
3893
3894        ELSE
3895          bsum(il)=bsum(il)+(fr(il,i)-fqd(il,i))*(lv(il,i)+(cl-cpd)*(t(il,i)-t(il,1)))* &
3896                            (ph(il,i)-ph(il,i+1))
3897          csum(il)=csum(il)+(lv(il,i)+(cl-cpd)*(t(il,i)-t(il,1)))* &
3898                            (ph(il,i)-ph(il,i+1))
3899        ENDIF ! (ok_conserv_q)
3900!jyg>
3901        dsum(il) = dsum(il) + t(il, i)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))/th(il, i)
3902!jyg  Unsaturated part : use T_wake profile
3903        esum(il) = esum(il) + ftd(il, i)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3904!jyg<20140311
3905!Correction pour conserver l eau
3906        IF (ok_conserv_q) THEN
3907          fsum(il) = fsum(il) + fqd(il, i)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))
3908          gsum(il) = gsum(il) + (ph(il,i)-ph(il,i+1))
3909        ELSE
3910          fsum(il)=fsum(il)+fqd(il,i)*(lv(il,i)+(cl-cpd)*(t_wake(il,i)-t_wake(il,1)))* &
3911                            (ph(il,i)-ph(il,i+1))
3912          gsum(il)=gsum(il)+(lv(il,i)+(cl-cpd)*(t_wake(il,i)-t_wake(il,1)))* &
3913                            (ph(il,i)-ph(il,i+1))
3914        ENDIF ! (ok_conserv_q)
3915!jyg>
3916        hsum(il) = hsum(il) + t_wake(il, i)*(ph(il,i)-ph(il,i+1))/th_wake(il, i)
3917      END IF
3918    END DO
3919  END DO
3920
3921!!!!      do 700 i=1,icb(il)-1
3922  IF (ok_homo_tend) THEN
3923    DO i = 1, nl
3924      DO il = 1, ncum
3925        IF (i<=(icb(il)-1) .AND. iflag(il)<=1) THEN
3926          ftd(il, i) = esum(il)*t_wake(il, i)/(th_wake(il,i)*hsum(il))
3927          fqd(il, i) = fsum(il)/gsum(il)
3928          ft(il, i) = ftd(il, i) + asum(il)*t(il, i)/(th(il,i)*dsum(il))
3929          fr(il, i) = fqd(il, i) + bsum(il)/csum(il)
3930        END IF
3931      END DO
3932    END DO
3933  ENDIF
3934
3935!jyg<
3936!Conservation de l'eau
3937!!  sumdq = 0.
3938!!  DO k = 1, nl
3939!!    sumdq = sumdq + fr(1, k)*100.*(ph(1,k)-ph(1,k+1))/grav
3940!!  END DO
3941!!  PRINT *, 'cv3_yield, apres hom, sum(dq), precip, somme ', sumdq, Vprecip(1, 1), sumdq + vprecip(1, 1)
3942!jyg>
3943
3944
3945! ***   Check that moisture stays positive. If not, scale tendencies
3946! in order to ensure moisture positivity
3947  DO il = 1, ncum
3948    alpha_qpos(il) = 1.
3949    IF (iflag(il)<=1) THEN
3950      IF (fr(il,1)<=0.) THEN
3951        alpha_qpos(il) = max(alpha_qpos(il), (-delt*fr(il,1))/(s_wake(il)*rr_wake(il,1)+(1.-s_wake(il))*rr(il,1)))
3952      END IF
3953    END IF
3954  END DO
3955  DO i = 2, nl
3956    DO il = 1, ncum
3957      IF (iflag(il)<=1) THEN
3958        IF (fr(il,i)<=0.) THEN
3959          alpha_qpos1(il) = max(1., (-delt*fr(il,i))/(s_wake(il)*rr_wake(il,i)+(1.-s_wake(il))*rr(il,i)))
3960          IF (alpha_qpos1(il)>=alpha_qpos(il)) alpha_qpos(il) = alpha_qpos1(il)
3961        END IF
3962      END IF
3963    END DO
3964  END DO
3965  DO il = 1, ncum
3966    IF (iflag(il)<=1 .AND. alpha_qpos(il)>1.001) THEN
3967      alpha_qpos(il) = alpha_qpos(il)*1.1
3968    END IF
3969  END DO
3970!
3971    IF (prt_level .GE. 5) THEN
3972      print *,' CV3_YIELD : alpha_qpos ',alpha_qpos(1)
3973    ENDIF
3974!
3975  DO il = 1, ncum
3976    IF (iflag(il)<=1) THEN
3977      sigd(il) = sigd(il)/alpha_qpos(il)
3978      precip(il) = precip(il)/alpha_qpos(il)
3979      cbmf(il) = cbmf(il)/alpha_qpos(il)
3980    END IF
3981  END DO
3982  DO i = 1, nl
3983    DO il = 1, ncum
3984      IF (iflag(il)<=1) THEN
3985        fr(il, i) = fr(il, i)/alpha_qpos(il)
3986        ft(il, i) = ft(il, i)/alpha_qpos(il)
3987        fqd(il, i) = fqd(il, i)/alpha_qpos(il)
3988        ftd(il, i) = ftd(il, i)/alpha_qpos(il)
3989        fu(il, i) = fu(il, i)/alpha_qpos(il)
3990        fv(il, i) = fv(il, i)/alpha_qpos(il)
3991        m(il, i) = m(il, i)/alpha_qpos(il)
3992        mp(il, i) = mp(il, i)/alpha_qpos(il)
3993        Vprecip(il, i) = Vprecip(il, i)/alpha_qpos(il)
3994        Vprecipi(il, i) = Vprecipi(il, i)/alpha_qpos(il)                     ! jyg
3995      END IF
3996    END DO
3997  END DO
3998!jyg<
3999!-----------------------------------------------------------
4000           IF (ok_optim_yield) THEN                       !|
4001!-----------------------------------------------------------
4002  DO i = 1, nl
4003    DO il = 1, ncum
4004      IF (iflag(il)<=1) THEN
4005        upwd(il, i) = upwd(il, i)/alpha_qpos(il)
4006        dnwd(il, i) = dnwd(il, i)/alpha_qpos(il)
4007      END IF
4008    END DO
4009  END DO
4010!-----------------------------------------------------------
4011        ENDIF !(ok_optim_yield)                           !|
4012!-----------------------------------------------------------
4013!>jyg
4014  DO j = 1, nl !yor! inverted i and j loops
4015     DO i = 1, nl
4016      DO il = 1, ncum
4017        IF (iflag(il)<=1) THEN
4018          ment(il, i, j) = ment(il, i, j)/alpha_qpos(il)
4019        END IF
4020      END DO
4021    END DO
4022  END DO
4023
4024!AC!      DO j = 1,ntra
4025!AC!      DO i = 1,nl
4026!AC!       DO il = 1,ncum
4027!AC!        IF (iflag(il) .le. 1) THEN
4028!AC!         ftra(il,i,j) = ftra(il,i,j)/alpha_qpos(il)
4029!AC!        ENDIF
4030!AC!       ENDDO
4031!AC!      ENDDO
4032!AC!      ENDDO
4033
4034
4035! ***           reset counter and return           ***
4036
4037! Reset counter only for points actually convective (jyg)
4038! In order take into account the possibility of changing the compression,
4039! reset m, sig and w0 to zero for non-convecting points.
4040  DO il = 1, ncum
4041    IF (iflag(il) < 3) THEN
4042      sig(il, nd) = 2.0
4043    ENDIF
4044  END DO
4045
4046
4047  DO i = 1, nl
4048    DO il = 1, ncum
4049      dnwd0(il, i) = -mp(il, i)
4050    END DO
4051  END DO
4052!jyg<  (loops stop at nl)
4053!!  DO i = nl + 1, nd
4054!!    DO il = 1, ncum
4055!!      dnwd0(il, i) = 0.
4056!!    END DO
4057!!  END DO
4058!>jyg
4059
4060
4061!jyg<
4062!-----------------------------------------------------------
4063           IF (.NOT.ok_optim_yield) THEN                  !|
4064!-----------------------------------------------------------
4065  DO i = 1, nl
4066    DO il = 1, ncum
4067      upwd(il, i) = 0.0
4068      dnwd(il, i) = 0.0
4069    END DO
4070  END DO
4071
4072!!  DO i = 1, nl                                           ! useless; jyg
4073!!    DO il = 1, ncum                                      ! useless; jyg
4074!!      IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il)) THEN              ! useless; jyg
4075!!        upwd(il, i) = 0.0                                ! useless; jyg
4076!!        dnwd(il, i) = 0.0                                ! useless; jyg
4077!!      END IF                                             ! useless; jyg
4078!!    END DO                                               ! useless; jyg
4079!!  END DO                                                 ! useless; jyg
4080
4081  DO i = 1, nl
4082    DO k = 1, nl
4083      DO il = 1, ncum
4084        up1(il, k, i) = 0.0
4085        dn1(il, k, i) = 0.0
4086      END DO
4087    END DO
4088  END DO
4089
4090!yor! commented original
4091!  DO i = 1, nl
4092!    DO k = i, nl
4093!      DO n = 1, i - 1
4094!        DO il = 1, ncum
4095!          IF (i>=icb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. k<=inb(il)) THEN
4096!            up1(il, k, i) = up1(il, k, i) + ment(il, n, k)
4097!            dn1(il, k, i) = dn1(il, k, i) - ment(il, k, n)
4098!          END IF
4099!        END DO
4100!      END DO
4101!    END DO
4102!  END DO
4103!yor! replaced with
4104  DO i = 1, nl
4105    DO k = i, nl
4106      DO n = 1, i - 1
4107        DO il = 1, ncum
4108          IF (i>=icb(il) .AND. k<=inb(il)) THEN ! yor ! as i always <= k
4109             up1(il, k, i) = up1(il, k, i) + ment(il, n, k)
4110          END IF
4111        END DO
4112      END DO
4113    END DO
4114  END DO
4115  DO i = 1, nl
4116    DO n = 1, i - 1
4117      DO k = i, nl
4118        DO il = 1, ncum
4119          IF (i>=icb(il) .AND. k<=inb(il)) THEN ! yor !  i always <= k
4120             dn1(il, k, i) = dn1(il, k, i) - ment(il, k, n)
4121          END IF
4122        END DO
4123      END DO
4124    END DO
4125  END DO
4126!yor! end replace
4127
4128  DO i = 1, nl
4129    DO k = 1, nl
4130      DO il = 1, ncum
4131        IF (i>=icb(il)) THEN
4132          IF (k>=i .AND. k<=(inb(il))) THEN
4133            upwd(il, i) = upwd(il, i) + m(il, k)
4134          END IF
4135        ELSE
4136          IF (k<i) THEN
4137            upwd(il, i) = upwd(il, i) + cbmf(il)*wghti(il, k)
4138          END IF
4139        END IF
4140! c        print *,'cbmf',il,i,k,cbmf(il),wghti(il,k)
4141      END DO
4142    END DO
4143  END DO
4144
4145  DO i = 2, nl
4146    DO k = i, nl
4147      DO il = 1, ncum
4148! test         if (i.ge.icb(il).and.i.le.inb(il).and.k.le.inb(il)) then
4149        IF (i<=inb(il) .AND. k<=inb(il)) THEN
4150          upwd(il, i) = upwd(il, i) + up1(il, k, i)
4151          dnwd(il, i) = dnwd(il, i) + dn1(il, k, i)
4152        END IF
4153! c         print *,'upwd',il,i,k,inb(il),upwd(il,i),m(il,k),up1(il,k,i)
4154      END DO
4155    END DO
4156  END DO
4157
4158
4159!!!!      DO il=1,ncum
4160!!!!      do i=icb(il),inb(il)
4161!!!!
4162!!!!      upwd(il,i)=0.0
4163!!!!      dnwd(il,i)=0.0
4164!!!!      do k=i,inb(il)
4165!!!!      up1=0.0
4166!!!!      dn1=0.0
4167!!!!      do n=1,i-1
4168!!!!      up1=up1+ment(il,n,k)
4169!!!!      dn1=dn1-ment(il,k,n)
4170!!!!      enddo
4171!!!!      upwd(il,i)=upwd(il,i)+m(il,k)+up1
4172!!!!      dnwd(il,i)=dnwd(il,i)+dn1
4173!!!!      enddo
4174!!!!      enddo
4175!!!!
4176!!!!      ENDDO
4177!-----------------------------------------------------------
4178        ENDIF !(.NOT.ok_optim_yield)                      !|
4179!-----------------------------------------------------------
4180!>jyg
4181
4182! ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
4183! determination de la variation de flux ascendant entre
4184! deux niveau non dilue mip
4185! ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
4186
4187  DO i = 1, nl
4188    DO il = 1, ncum
4189      mip(il, i) = m(il, i)
4190    END DO
4191  END DO
4192
4193!jyg<  (loops stop at nl)
4194!!  DO i = nl + 1, nd
4195!!    DO il = 1, ncum
4196!!      mip(il, i) = 0.
4197!!    END DO
4198!!  END DO
4199!>jyg
4200
4201  DO i = 1, nlp
4202    DO il = 1, ncum
4203      ma(il, i) = 0
4204    END DO
4205  END DO
4206
4207  DO i = 1, nl
4208    DO j = i, nl
4209      DO il = 1, ncum
4210        ma(il, i) = ma(il, i) + m(il, j)
4211      END DO
4212    END DO
4213  END DO
4214
4215!jyg<  (loops stop at nl)
4216!!  DO i = nl + 1, nd
4217!!    DO il = 1, ncum
4218!!      ma(il, i) = 0.
4219!!    END DO
4220!!  END DO
4221!>jyg
4222
4223  DO i = 1, nl
4224    DO il = 1, ncum
4225      IF (i<=(icb(il)-1)) THEN
4226        ma(il, i) = 0
4227      END IF
4228    END DO
4229  END DO
4230
4231! cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
4232! icb represente de niveau ou se trouve la
4233! base du nuage , et inb le top du nuage
4234! ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
4235
4236!!  DO i = 1, nd                                  ! unused . jyg
4237!!    DO il = 1, ncum                             ! unused . jyg
4238!!      mke(il, i) = upwd(il, i) + dnwd(il, i)    ! unused . jyg
4239!!    END DO                                      ! unused . jyg
4240!!  END DO                                        ! unused . jyg
4241
4242!!  DO i = 1, nd                                                                 ! unused . jyg
4243!!    DO il = 1, ncum                                                            ! unused . jyg
4244!!      rdcp = (rrd*(1.-rr(il,i))-rr(il,i)*rrv)/(cpd*(1.-rr(il,i))+rr(il,i)*cpv) ! unused . jyg
4245!!      tls(il, i) = t(il, i)*(1000.0/p(il,i))**rdcp                             ! unused . jyg
4246!!      tps(il, i) = tp(il, i)                                                   ! unused . jyg
4247!!    END DO                                                                     ! unused . jyg
4248!!  END DO                                                                       ! unused . jyg
4249
4250
4251! *** diagnose the in-cloud mixing ratio   ***                       ! cld
4252! ***           of condensed water         ***                       ! cld
4253!! cld                                                               
4254                                                                     
4255  DO i = 1, nl+1                                                     ! cld
4256    DO il = 1, ncum                                                  ! cld
4257      mac(il, i) = 0.0                                               ! cld
4258      wa(il, i) = 0.0                                                ! cld
4259      siga(il, i) = 0.0                                              ! cld
4260      sax(il, i) = 0.0                                               ! cld
4261    END DO                                                           ! cld
4262  END DO                                                             ! cld
4263                                                                     
4264  DO i = minorig, nl                                                 ! cld
4265    DO k = i + 1, nl + 1                                             ! cld
4266      DO il = 1, ncum                                                ! cld
4267        IF (i<=inb(il) .AND. k<=(inb(il)+1) .AND. iflag(il)<=1) THEN ! cld
4268          mac(il, i) = mac(il, i) + m(il, k)                         ! cld
4269        END IF                                                       ! cld
4270      END DO                                                         ! cld
4271    END DO                                                           ! cld
4272  END DO                                                             ! cld
4273
4274  DO i = 1, nl                                                       ! cld
4275    DO j = 1, i                                                      ! cld
4276      DO il = 1, ncum                                                ! cld
4277        IF (i>=icb(il) .AND. i<=(inb(il)-1) &                        ! cld
4278            .AND. j>=icb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN                ! cld
4279          sax(il, i) = sax(il, i) + rrd*(tvp(il,j)-tv(il,j)) &       ! cld
4280            *(ph(il,j)-ph(il,j+1))/p(il, j)                          ! cld
4281        END IF                                                       ! cld
4282      END DO                                                         ! cld
4283    END DO                                                           ! cld
4284  END DO                                                             ! cld
4285
4286  DO i = 1, nl                                                       ! cld
4287    DO il = 1, ncum                                                  ! cld
4288      IF (i>=icb(il) .AND. i<=(inb(il)-1) &                          ! cld
4289          .AND. sax(il,i)>0.0 .AND. iflag(il)<=1) THEN               ! cld
4290        wa(il, i) = sqrt(2.*sax(il,i))                               ! cld
4291      END IF                                                         ! cld
4292    END DO                                                           ! cld
4293  END DO 
4294                                                           ! cld
4295  DO i = 1, nl 
4296
4297! 14/01/15 AJ je remets les parties manquantes cf JYG
4298! Initialize sument to 0
4299
4300    DO il = 1,ncum
4301     sument(il) = 0.
4302    ENDDO
4303
4304! Sum mixed mass fluxes in sument
4305
4306    DO k = 1,nl
4307      DO il = 1,ncum
4308        IF  (k<=inb(il) .AND. i<=inb(il) .AND. iflag(il)<=1) THEN   ! cld
4309          sument(il) =sument(il) + abs(ment(il,k,i))
4310        ENDIF
4311      ENDDO     ! il
4312    ENDDO       ! k
4313
4314! 14/01/15 AJ delta n'a rien à faire là...                                                 
4315    DO il = 1, ncum                                                  ! cld
4316      IF (wa(il,i)>0.0 .AND. iflag(il)<=1) &                         ! cld
4317        siga(il, i) = mac(il, i)/(coefw_cld_cv*wa(il, i)) &          ! cld
4318        *rrd*tvp(il, i)/p(il, i)/100.                                ! cld
4319
4320      siga(il, i) = min(siga(il,i), 1.0)                             ! cld
4321
4322! IM cf. FH
4323! 14/01/15 AJ ne correspond pas à ce qui a été codé par JYG et SB           
4324                                                         
4325      IF (iflag_clw==0) THEN                                         ! cld
4326        qcondc(il, i) = siga(il, i)*clw(il, i)*(1.-ep(il,i)) &       ! cld
4327          +(1.-siga(il,i))*qcond(il, i)                              ! cld
4328
4329
4330        sigment(il,i)=sument(il)*tau_cld_cv/(ph(il,i)-ph(il,i+1))    ! cld
4331        sigment(il, i) = min(1.e-4+sigment(il,i), 1.0 - siga(il,i))  ! cld
4332        qtc(il, i) = (siga(il,i)*qnk(il)+sigment(il,i)*qtment(il,i)) & ! cld
4333                     /(siga(il,i)+sigment(il,i))                     ! cld
4334        sigt(il,i) = sigment(il, i) + siga(il, i)
4335
4336!        qtc(il, i) = siga(il,i)*qnk(il)+(1.-siga(il,i))*qtment(il,i) ! cld
4337!     print*,'BIGAUSSIAN CONV',siga(il,i),sigment(il,i),qtc(il,i) 
4338               
4339      ELSE IF (iflag_clw==1) THEN                                    ! cld
4340        qcondc(il, i) = qcond(il, i)                                 ! cld
4341        qtc(il,i) = qtment(il,i)                                     ! cld
4342      END IF                                                         ! cld
4343
4344    END DO                                                           ! cld
4345  END DO
4346! print*,'cv3_yield fin'
4347
4348  RETURN
4349END SUBROUTINE cv3_yield
4350
4351!AC! et !RomP >>>
4352SUBROUTINE cv3_tracer(nloc, len, ncum, nd, na, &
4353                      ment, sigij, da, phi, phi2, d1a, dam, &
4354                      ep, Vprecip, elij, clw, epmlmMm, eplaMm, &
4355                      icb, inb)
4356  IMPLICIT NONE
4357
4358  include "cv3param.h"
4359
4360!inputs:
4361  INTEGER ncum, nd, na, nloc, len
4362  REAL ment(nloc, na, na), sigij(nloc, na, na)
4363  REAL clw(nloc, nd), elij(nloc, na, na)
4364  REAL ep(nloc, na)
4365  INTEGER icb(nloc), inb(nloc)
4366  REAL Vprecip(nloc, nd+1)
4367!ouputs:
4368  REAL da(nloc, na), phi(nloc, na, na)
4369  REAL phi2(nloc, na, na)
4370  REAL d1a(nloc, na), dam(nloc, na)
4371  REAL epmlmMm(nloc, na, na), eplaMm(nloc, na)
4372! variables pour tracer dans precip de l'AA et des mel
4373!local variables:
4374  INTEGER i, j, k
4375  REAL epm(nloc, na, na)
4376
4377! variables d'Emanuel : du second indice au troisieme
4378! --->    tab(i,k,j) -> de l origine k a l arrivee j
4379! ment, sigij, elij
4380! variables personnelles : du troisieme au second indice
4381! --->    tab(i,j,k) -> de k a j
4382! phi, phi2
4383
4384! initialisations
4385
4386  da(:, :) = 0.
4387  d1a(:, :) = 0.
4388  dam(:, :) = 0.
4389  epm(:, :, :) = 0.
4390  eplaMm(:, :) = 0.
4391  epmlmMm(:, :, :) = 0.
4392  phi(:, :, :) = 0.
4393  phi2(:, :, :) = 0.
4394
4395! fraction deau condensee dans les melanges convertie en precip : epm
4396! et eau condensée précipitée dans masse d'air saturé : l_m*dM_m/dzdz.dzdz
4397  DO j = 1, nl
4398    DO k = 1, nl
4399      DO i = 1, ncum
4400        IF (k>=icb(i) .AND. k<=inb(i) .AND. &
4401!!jyg              j.ge.k.and.j.le.inb(i)) then
4402!!jyg             epm(i,j,k)=1.-(1.-ep(i,j))*clw(i,j)/elij(i,k,j)
4403            j>k .AND. j<=inb(i)) THEN
4404          epm(i, j, k) = 1. - (1.-ep(i,j))*clw(i, j)/max(elij(i,k,j), 1.E-16)
4405!!
4406          epm(i, j, k) = max(epm(i,j,k), 0.0)
4407        END IF
4408      END DO
4409    END DO
4410  END DO
4411
4412
4413  DO j = 1, nl
4414    DO k = 1, nl
4415      DO i = 1, ncum
4416        IF (k>=icb(i) .AND. k<=inb(i)) THEN
4417          eplaMm(i, j) = eplamm(i, j) + &
4418                         ep(i, j)*clw(i, j)*ment(i, j, k)*(1.-sigij(i,j,k))
4419        END IF
4420      END DO
4421    END DO
4422  END DO
4423
4424  DO j = 1, nl
4425    DO k = 1, j - 1
4426      DO i = 1, ncum
4427        IF (k>=icb(i) .AND. k<=inb(i) .AND. j<=inb(i)) THEN
4428          epmlmMm(i, j, k) = epm(i, j, k)*elij(i, k, j)*ment(i, k, j)
4429        END IF
4430      END DO
4431    END DO
4432  END DO
4433
4434! matrices pour calculer la tendance des concentrations dans cvltr.F90
4435  DO j = 1, nl
4436    DO k = 1, nl
4437      DO i = 1, ncum
4438        da(i, j) = da(i, j) + (1.-sigij(i,k,j))*ment(i, k, j)
4439        phi(i, j, k) = sigij(i, k, j)*ment(i, k, j)
4440        d1a(i, j) = d1a(i, j) + ment(i, k, j)*ep(i, k)*(1.-sigij(i,k,j))
4441        IF (k<=j) THEN
4442          dam(i, j) = dam(i, j) + ment(i, k, j)*epm(i, k, j)*(1.-ep(i,k))*(1.-sigij(i,k,j))
4443          phi2(i, j, k) = phi(i, j, k)*epm(i, j, k)
4444        END IF
4445      END DO
4446    END DO
4447  END DO
4448
4449  RETURN
4450END SUBROUTINE cv3_tracer
4451!AC! et !RomP <<<
4452
4453SUBROUTINE cv3_uncompress(nloc, len, ncum, nd, ntra, idcum, &
4454                          iflag, &
4455                          precip, sig, w0, &
4456                          ft, fq, fu, fv, ftra, &
4457                          Ma, upwd, dnwd, dnwd0, qcondc, wd, cape, &
4458                          epmax_diag, & ! epmax_cape
4459                          iflag1, &
4460                          precip1, sig1, w01, &
4461                          ft1, fq1, fu1, fv1, ftra1, &
4462                          Ma1, upwd1, dnwd1, dnwd01, qcondc1, wd1, cape1, &
4463                          epmax_diag1) ! epmax_cape
4464  IMPLICIT NONE
4465
4466  include "cv3param.h"
4467
4468!inputs:
4469  INTEGER len, ncum, nd, ntra, nloc
4470  INTEGER idcum(nloc)
4471  INTEGER iflag(nloc)
4472  REAL precip(nloc)
4473  REAL sig(nloc, nd), w0(nloc, nd)
4474  REAL ft(nloc, nd), fq(nloc, nd), fu(nloc, nd), fv(nloc, nd)
4475  REAL ftra(nloc, nd, ntra)
4476  REAL ma(nloc, nd)
4477  REAL upwd(nloc, nd), dnwd(nloc, nd), dnwd0(nloc, nd)
4478  REAL qcondc(nloc, nd)
4479  REAL wd(nloc), cape(nloc)
4480  REAL epmax_diag(nloc)
4481
4482!outputs:
4483  INTEGER iflag1(len)
4484  REAL precip1(len)
4485  REAL sig1(len, nd), w01(len, nd)
4486  REAL ft1(len, nd), fq1(len, nd), fu1(len, nd), fv1(len, nd)
4487  REAL ftra1(len, nd, ntra)
4488  REAL ma1(len, nd)
4489  REAL upwd1(len, nd), dnwd1(len, nd), dnwd01(len, nd)
4490  REAL qcondc1(nloc, nd)
4491  REAL wd1(nloc), cape1(nloc)
4492  REAL epmax_diag1(len) ! epmax_cape
4493
4494!local variables:
4495  INTEGER i, k, j
4496
4497  DO i = 1, ncum
4498    precip1(idcum(i)) = precip(i)
4499    iflag1(idcum(i)) = iflag(i)
4500    wd1(idcum(i)) = wd(i)
4501    cape1(idcum(i)) = cape(i)
4502    epmax_diag1(idcum(i))=epmax_diag(i) ! epmax_cape
4503  END DO
4504
4505  DO k = 1, nl
4506    DO i = 1, ncum
4507      sig1(idcum(i), k) = sig(i, k)
4508      w01(idcum(i), k) = w0(i, k)
4509      ft1(idcum(i), k) = ft(i, k)
4510      fq1(idcum(i), k) = fq(i, k)
4511      fu1(idcum(i), k) = fu(i, k)
4512      fv1(idcum(i), k) = fv(i, k)
4513      ma1(idcum(i), k) = ma(i, k)
4514      upwd1(idcum(i), k) = upwd(i, k)
4515      dnwd1(idcum(i), k) = dnwd(i, k)
4516      dnwd01(idcum(i), k) = dnwd0(i, k)
4517      qcondc1(idcum(i), k) = qcondc(i, k)
4518    END DO
4519  END DO
4520
4521  DO i = 1, ncum
4522    sig1(idcum(i), nd) = sig(i, nd)
4523  END DO
4524
4525
4526!AC!        do 2100 j=1,ntra
4527!AC!c oct3         do 2110 k=1,nl
4528!AC!         do 2110 k=1,nd ! oct3
4529!AC!          do 2120 i=1,ncum
4530!AC!            ftra1(idcum(i),k,j)=ftra(i,k,j)
4531!AC! 2120     continue
4532!AC! 2110    continue
4533!AC! 2100   continue
4534!
4535  RETURN
4536END SUBROUTINE cv3_uncompress
4537
4538
4539        subroutine cv3_epmax_fn_cape(nloc,ncum,nd &
4540                 , ep,hp,icb,inb,clw,nk,t,h,hnk,lv,lf,frac &
4541                 , pbase, p, ph, tv, buoy, sig, w0,iflag &
4542                 , epmax_diag)
4543        implicit none
4544
4545        ! On fait varier epmax en fn de la cape
4546        ! Il faut donc recalculer ep, et hp qui a déjà été calculé et
4547        ! qui en dépend
4548        ! Toutes les autres variables fn de ep sont calculées plus bas.
4549
4550  include "cvthermo.h"
4551  include "cv3param.h" 
4552  include "conema3.h"
4553  include "cvflag.h"
4554
4555! inputs:
4556      INTEGER, INTENT (IN)                               :: ncum, nd, nloc
4557      INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)             :: icb, inb, nk
4558      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)                :: hnk,pbase
4559      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: t, lv, lf, tv, h
4560      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: clw, buoy,frac
4561      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: sig,w0
4562      INTEGER, DIMENSION (nloc), INTENT (IN)             :: iflag(nloc)
4563      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (IN)            :: p
4564      REAL, DIMENSION (nloc, nd+1), INTENT (IN)          :: ph
4565! inouts:
4566      REAL, DIMENSION (nloc, nd), INTENT (INOUT)         :: ep,hp 
4567! outputs
4568      REAL, DIMENSION (nloc), INTENT (OUT)           :: epmax_diag
4569
4570! local
4571      integer i,k   
4572!      real hp_bak(nloc,nd)
4573!      real ep_bak(nloc,nd)
4574      real m_loc(nloc,nd)
4575      real sig_loc(nloc,nd)
4576      real w0_loc(nloc,nd)
4577      integer iflag_loc(nloc)
4578      real cape(nloc)
4579       
4580        if (coef_epmax_cape.gt.1e-12) then
4581
4582        ! il faut calculer la cape: on fait un calcule simple car tant qu'on ne
4583        ! connait pas ep, on ne connait pas les mélanges, ddfts etc... qui sont
4584        ! necessaires au calcul de la cape dans la nouvelle physique
4585       
4586!        write(*,*) 'cv3_routines check 4303'
4587        do i=1,ncum
4588        do k=1,nd
4589          sig_loc(i,k)=sig(i,k)
4590          w0_loc(i,k)=w0(i,k)
4591          iflag_loc(i)=iflag(i)
4592!          ep_bak(i,k)=ep(i,k)
4593        enddo ! do k=1,nd
4594        enddo !do i=1,ncum
4595
4596!        write(*,*) 'cv3_routines check 4311'
4597!        write(*,*) 'nl=',nl
4598        CALL cv3_closure(nloc, ncum, nd, icb, inb, & ! na->nd
4599          pbase, p, ph, tv, buoy, &
4600          sig_loc, w0_loc, cape, m_loc,iflag_loc)
4601
4602!        write(*,*) 'cv3_routines check 4316'
4603!        write(*,*) 'ep(1,:)=',ep(1,:)
4604        do i=1,ncum
4605           epmax_diag(i)=epmax-coef_epmax_cape*sqrt(cape(i))
4606           epmax_diag(i)=amax1(epmax_diag(i),0.0)
4607!           write(*,*) 'i,icb,inb,cape,epmax_diag=', &
4608!                i,icb(i),inb(i),cape(i),epmax_diag(i)
4609           do k=1,nl
4610                ep(i,k)=ep(i,k)/epmax*epmax_diag(i)
4611                ep(i,k)=amax1(ep(i,k),0.0)
4612                ep(i,k)=amin1(ep(i,k),epmax_diag(i))
4613           enddo
4614        enddo
4615 !       write(*,*) 'ep(1,:)=',ep(1,:)
4616
4617      !write(*,*) 'cv3_routines check 4326'
4618! On recalcule hp:
4619!      do k=1,nl
4620!        do i=1,ncum
4621!         hp_bak(i,k)=hp(i,k)
4622!       enddo
4623!      enddo
4624      do k=1,nl
4625        do i=1,ncum
4626          hp(i,k)=h(i,k)
4627        enddo
4628      enddo
4629
4630  IF (cvflag_ice) THEN
4631
4632      do k=minorig+1,nl
4633       do i=1,ncum
4634        if((k.ge.icb(i)).and.(k.le.inb(i)))then
4635          hp(i, k) = hnk(i) + (lv(i,k)+(cpd-cpv)*t(i,k)+frac(i,k)*lf(i,k))* &
4636                              ep(i, k)*clw(i, k)
4637        endif
4638       enddo
4639      enddo !do k=minorig+1,n
4640  ELSE !IF (cvflag_ice) THEN
4641
4642      DO k = minorig + 1, nl
4643       DO i = 1, ncum
4644        IF ((k>=icb(i)) .AND. (k<=inb(i))) THEN
4645          hp(i,k)=hnk(i)+(lv(i,k)+(cpd-cpv)*t(i,k))*ep(i,k)*clw(i,k)
4646        endif
4647       enddo
4648      enddo !do k=minorig+1,n
4649
4650  ENDIF !IF (cvflag_ice) THEN     
4651      !write(*,*) 'cv3_routines check 4345'
4652!      do i=1,ncum 
4653!       do k=1,nl
4654!        if ((abs(hp_bak(i,k)-hp(i,k))/hp_bak(i,k).gt.1e-1).or. &
4655!            ((abs(hp_bak(i,k)-hp(i,k))/hp_bak(i,k).gt.1e-4).and. &
4656!            (ep(i,k)-ep_bak(i,k).lt.1e-4))) then
4657!           write(*,*) 'i,k=',i,k
4658!           write(*,*) 'coef_epmax_cape=',coef_epmax_cape
4659!           write(*,*) 'epmax_diag(i)=',epmax_diag(i)
4660!           write(*,*) 'ep(i,k)=',ep(i,k)
4661!           write(*,*) 'ep_bak(i,k)=',ep_bak(i,k)
4662!           write(*,*) 'hp(i,k)=',hp(i,k)
4663!           write(*,*) 'hp_bak(i,k)=',hp_bak(i,k)
4664!           write(*,*) 'h(i,k)=',h(i,k)
4665!           write(*,*) 'nk(i)=',nk(i)
4666!           write(*,*) 'h(i,nk(i))=',h(i,nk(i))
4667!           write(*,*) 'lv(i,k)=',lv(i,k)
4668!           write(*,*) 't(i,k)=',t(i,k)
4669!           write(*,*) 'clw(i,k)=',clw(i,k)
4670!           write(*,*) 'cpd,cpv=',cpd,cpv
4671!           stop
4672!        endif
4673!       enddo !do k=1,nl
4674!      enddo !do i=1,ncum 
4675      endif !if (coef_epmax_cape.gt.1e-12) then
4676      !write(*,*) 'cv3_routines check 4367'
4677
4678      return
4679      end subroutine cv3_epmax_fn_cape
4680
4681
4682
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.