source: LMDZ5/trunk/libf/phylmd/sw_aeroAR4.F90 @ 1763

Last change on this file since 1763 was 1667, checked in by idelkadi, 12 years ago

Reorganisation des differents cas d'utilisation des aerosols avec les flag ok_ade, ok_aie, flag_aerosol

File size: 23.6 KB
Line 
1!
2! $Id$
3!
4SUBROUTINE SW_AEROAR4(PSCT, PRMU0, PFRAC, &
5     PPMB, PDP, &
6     PPSOL, PALBD, PALBP,&
7     PTAVE, PWV, PQS, POZON, PAER,&
8     PCLDSW, PTAU, POMEGA, PCG,&
9     PHEAT, PHEAT0,&
10     PALBPLA,PTOPSW,PSOLSW,PTOPSW0,PSOLSW0,&
11     ZFSUP,ZFSDN,ZFSUP0,ZFSDN0,&
12     tauaero, pizaero, cgaero,&
13     PTAUA, POMEGAA,&
14     PTOPSWADAERO,PSOLSWADAERO,&
15     PTOPSWAD0AERO,PSOLSWAD0AERO,&
16     PTOPSWAIAERO,PSOLSWAIAERO,&
17     PTOPSWAERO,PTOPSW0AERO,&
18     PSOLSWAERO,PSOLSW0AERO,&
19     PTOPSWCFAERO,PSOLSWCFAERO,&
20     ok_ade, ok_aie, flag_aerosol )
21
22  USE dimphy
23  USE phys_output_mod, ONLY : swaero_diag
24  IMPLICIT NONE
25
26#include "YOMCST.h"
27#include "clesphys.h"
28#include "iniprint.h"
29  !
30  !     ------------------------------------------------------------------
31  !
32  !     PURPOSE.
33  !     --------
34  !
35  !          THIS ROUTINE COMPUTES THE SHORTWAVE RADIATION FLUXES IN TWO
36  !     SPECTRAL INTERVALS FOLLOWING FOUQUART AND BONNEL (1980).
37  !
38  !     METHOD.
39  !     -------
40  !
41  !          1. COMPUTES ABSORBER AMOUNTS                 (SWU)
42  !          2. COMPUTES FLUXES IN 1ST SPECTRAL INTERVAL  (SW1S)
43  !          3. COMPUTES FLUXES IN 2ND SPECTRAL INTERVAL  (SW2S)
44  !
45  !     REFERENCE.
46  !     ----------
47  !
48  !        SEE RADIATION'S PART OF THE ECMWF RESEARCH DEPARTMENT
49  !        DOCUMENTATION, AND FOUQUART AND BONNEL (1980)
50  !
51  !     AUTHOR.
52  !     -------
53  !        JEAN-JACQUES MORCRETTE  *ECMWF*
54  !
55  !     MODIFICATIONS.
56  !     --------------
57  !        ORIGINAL : 89-07-14
58  !        1995-01-01  J.-J. MORCRETTE  Direct/Diffuse Albedo
59  !        2003-11-27  J. QUAAS Introduce aerosol forcings (based on BOUCHER)
60  !        2009-04     A. COZIC - C.DEANDREIS Indroduce NAT/BC/POM/DUST/SS aerosol forcing
61  !        2012-09     O. BOUCHER - reorganise aerosol cases with ok_ade, ok_aie, flag_aerosol
62  !     ------------------------------------------------------------------
63  !
64  !* ARGUMENTS:
65  !
66  REAL(KIND=8) PSCT  ! constante solaire (valeur conseillee: 1370)
67
68  REAL(KIND=8) PPSOL(KDLON)        ! SURFACE PRESSURE (PA)
69  REAL(KIND=8) PDP(KDLON,KFLEV)    ! LAYER THICKNESS (PA)
70  REAL(KIND=8) PPMB(KDLON,KFLEV+1) ! HALF-LEVEL PRESSURE (MB)
71
72  REAL(KIND=8) PRMU0(KDLON)  ! COSINE OF ZENITHAL ANGLE
73  REAL(KIND=8) PFRAC(KDLON)  ! fraction de la journee
74
75  REAL(KIND=8) PTAVE(KDLON,KFLEV)  ! LAYER TEMPERATURE (K)
76  REAL(KIND=8) PWV(KDLON,KFLEV)    ! SPECIFI! HUMIDITY (KG/KG)
77  REAL(KIND=8) PQS(KDLON,KFLEV)    ! SATURATED WATER VAPOUR (KG/KG)
78  REAL(KIND=8) POZON(KDLON,KFLEV)  ! OZONE CONCENTRATION (KG/KG)
79  REAL(KIND=8) PAER(KDLON,KFLEV,5) ! AEROSOLS' OPTICAL THICKNESS
80
81  REAL(KIND=8) PALBD(KDLON,2)  ! albedo du sol (lumiere diffuse)
82  REAL(KIND=8) PALBP(KDLON,2)  ! albedo du sol (lumiere parallele)
83
84  REAL(KIND=8) PCLDSW(KDLON,KFLEV)    ! CLOUD FRACTION
85  REAL(KIND=8) PTAU(KDLON,2,KFLEV)    ! CLOUD OPTICAL THICKNESS (pre-industrial value)
86  REAL(KIND=8) PCG(KDLON,2,KFLEV)     ! ASYMETRY FACTOR
87  REAL(KIND=8) POMEGA(KDLON,2,KFLEV)  ! SINGLE SCATTERING ALBEDO
88
89  REAL(KIND=8) PHEAT(KDLON,KFLEV) ! SHORTWAVE HEATING (K/DAY)
90  REAL(KIND=8) PHEAT0(KDLON,KFLEV)! SHORTWAVE HEATING (K/DAY) clear-sky
91  REAL(KIND=8) PALBPLA(KDLON)     ! PLANETARY ALBEDO
92  REAL(KIND=8) PTOPSW(KDLON)      ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A.
93  REAL(KIND=8) PSOLSW(KDLON)      ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE
94  REAL(KIND=8) PTOPSW0(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A. (CLEAR-SKY)
95  REAL(KIND=8) PSOLSW0(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE (CLEAR-SKY)
96  !
97  !* LOCAL VARIABLES:
98  !
99  real, parameter:: dobson_u = 2.1415e-05 ! Dobson unit, in kg m-2
100
101  REAL(KIND=8) ZOZ(KDLON,KFLEV)
102  ! column-density of ozone in layer, in kilo-Dobsons
103
104  REAL(KIND=8) ZAKI(KDLON,2)     
105  REAL(KIND=8) ZCLD(KDLON,KFLEV)
106  REAL(KIND=8) ZCLEAR(KDLON)
107  REAL(KIND=8) ZDSIG(KDLON,KFLEV)
108  REAL(KIND=8) ZFACT(KDLON)
109  REAL(KIND=8) ZFD(KDLON,KFLEV+1)
110  REAL(KIND=8) ZFDOWN(KDLON,KFLEV+1)
111  REAL(KIND=8) ZFU(KDLON,KFLEV+1)
112  REAL(KIND=8) ZFUP(KDLON,KFLEV+1)
113  REAL(KIND=8) ZRMU(KDLON)
114  REAL(KIND=8) ZSEC(KDLON)
115  REAL(KIND=8) ZUD(KDLON,5,KFLEV+1)
116  REAL(KIND=8) ZCLDSW0(KDLON,KFLEV)
117
118  REAL(KIND=8) ZFSUP(KDLON,KFLEV+1)
119  REAL(KIND=8) ZFSDN(KDLON,KFLEV+1)
120  REAL(KIND=8) ZFSUP0(KDLON,KFLEV+1)
121  REAL(KIND=8) ZFSDN0(KDLON,KFLEV+1)
122
123  INTEGER inu, jl, jk, i, k, kpl1
124
125  INTEGER swpas  ! Every swpas steps, sw is calculated
126  PARAMETER(swpas=1)
127
128  INTEGER, SAVE :: itapsw = 0
129  !$OMP THREADPRIVATE(itapsw)
130  LOGICAL, SAVE :: appel1er = .TRUE.
131  !$OMP THREADPRIVATE(appel1er)
132  LOGICAL, SAVE :: initialized = .FALSE.
133  !$OMP THREADPRIVATE(initialized)
134
135  !jq-local flag introduced for aerosol forcings
136  REAL(KIND=8), SAVE :: flag_aer
137  !$OMP THREADPRIVATE(flag_aer)
138
139  LOGICAL ok_ade, ok_aie    ! use aerosol forcings or not?
140  INTEGER flag_aerosol      ! global flag for aerosol 0 (no aerosol) or 1-5 (aerosols)
141  REAL(KIND=8) tauaero(kdlon,kflev,9,2)  ! aerosol optical properties
142  REAL(KIND=8) pizaero(kdlon,kflev,9,2)  ! (see aeropt.F)
143  REAL(KIND=8) cgaero(kdlon,kflev,9,2)   ! -"-
144  REAL(KIND=8) PTAUA(KDLON,2,KFLEV)    ! CLOUD OPTICAL THICKNESS (present-day value)
145  REAL(KIND=8) POMEGAA(KDLON,2,KFLEV)  ! SINGLE SCATTERING ALBEDO
146  REAL(KIND=8) PTOPSWADAERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A.(+AEROSOL DIR)
147  REAL(KIND=8) PSOLSWADAERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE(+AEROSOL DIR)
148  REAL(KIND=8) PTOPSWAD0AERO(KDLON)    ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A.(+AEROSOL DIR)
149  REAL(KIND=8) PSOLSWAD0AERO(KDLON)    ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE(+AEROSOL DIR)
150  REAL(KIND=8) PTOPSWAIAERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A.(+AEROSOL IND)
151  REAL(KIND=8) PSOLSWAIAERO(KDLON)     ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE(+AEROSOL IND)
152  REAL(KIND=8) PTOPSWAERO(KDLON,9)     ! SW TOA AS DRF nat & ant
153  REAL(KIND=8) PTOPSW0AERO(KDLON,9)    ! SW SRF AS DRF nat & ant
154  REAL(KIND=8) PSOLSWAERO(KDLON,9)     ! SW TOA CS DRF nat & ant
155  REAL(KIND=8) PSOLSW0AERO(KDLON,9)    ! SW SRF CS DRF nat & ant
156  REAL(KIND=8) PTOPSWCFAERO(KDLON,3)   !  SW TOA AS cloudRF nat & ant
157  REAL(KIND=8) PSOLSWCFAERO(KDLON,3)   !  SW SRF AS cloudRF nat & ant
158
159  !jq - Fluxes including aerosol effects
160  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSUPAD_AERO(:,:)
161  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUPAD_AERO)
162  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSDNAD_AERO(:,:)
163  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDNAD_AERO)
164  !jq - Fluxes including aerosol effects
165  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSUPAD0_AERO(:,:)
166  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUPAD0_AERO)
167  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSDNAD0_AERO(:,:)
168  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDNAD0_AERO)
169  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSUPAI_AERO(:,:)
170  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUPAI_AERO)
171  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE :: ZFSDNAI_AERO(:,:)
172  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDNAI_AERO)
173  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE ::  ZFSUP_AERO(:,:,:)
174  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUP_AERO)
175  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE ::  ZFSDN_AERO(:,:,:)
176  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDN_AERO)
177  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE ::  ZFSUP0_AERO(:,:,:)
178  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSUP0_AERO)
179  REAL(KIND=8),ALLOCATABLE,SAVE ::  ZFSDN0_AERO(:,:,:)
180  !$OMP THREADPRIVATE(ZFSDN0_AERO)
181
182! Key to define the aerosol effect acting on climate
183! OB: AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE is now a LOGICAL
184! TRUE: fluxes use natural and/or anthropogenic aerosols according to ok_ade and ok_aie, DEFAULT
185! FALSE: fluxes use no aerosols (case 1)
186
187  LOGICAL,SAVE :: AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE = .TRUE.
188!$OMP THREADPRIVATE(AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE) 
189
190      CHARACTER (LEN=20) :: modname='sw_aeroAR4'
191      CHARACTER (LEN=80) :: abort_message
192
193  IF(.NOT.initialized) THEN
194     flag_aer=0.
195     initialized=.TRUE.
196     ALLOCATE(ZFSUPAD_AERO(KDLON,KFLEV+1))
197     ALLOCATE(ZFSDNAD_AERO(KDLON,KFLEV+1))
198     ALLOCATE(ZFSUPAD0_AERO(KDLON,KFLEV+1))
199     ALLOCATE(ZFSDNAD0_AERO(KDLON,KFLEV+1))
200     ALLOCATE(ZFSUPAI_AERO(KDLON,KFLEV+1))
201     ALLOCATE(ZFSDNAI_AERO(KDLON,KFLEV+1))
202!-OB decrease size of these arrays to what is needed
203!                | direct effect
204!ind effect      | no aerosol   natural  total
205!natural (PTAU)  |   1            3       2     --ZFSUP/ZFSDN
206!total (PTAUA)   |                5       4     --ZFSUP/ZFSDN
207!no cloud        |   1            3       2     --ZFSUP0/ZFSDN0
208! so we need which case when ?
209! ok_ade and ok_aie = 4-5, 4-2 and 2
210! ok_ade and not ok_aie = 2-3 and 2
211! not ok_ade and ok_aie = 5-3 and 5
212! not ok_ade and not ok_aie = 3
213! therefore the cases have the folliwng switches
214! 3 = not ok_ade or not ok_aie
215! 4 = ok_ade and ok_aie
216! 2 = ok_ade
217! 5 = ok_aie
218     ALLOCATE(ZFSUP_AERO (KDLON,KFLEV+1,5))
219     ALLOCATE(ZFSDN_AERO (KDLON,KFLEV+1,5))
220     ALLOCATE(ZFSUP0_AERO(KDLON,KFLEV+1,3))
221     ALLOCATE(ZFSDN0_AERO(KDLON,KFLEV+1,3))
222! end OB modif
223     ZFSUPAD_AERO(:,:)=0.
224     ZFSDNAD_AERO(:,:)=0.
225     ZFSUPAD0_AERO(:,:)=0.
226     ZFSDNAD0_AERO(:,:)=0.
227     ZFSUPAI_AERO(:,:)=0.
228     ZFSDNAI_AERO(:,:)=0.
229     ZFSUP_AERO (:,:,:)=0.
230     ZFSDN_AERO (:,:,:)=0.
231     ZFSUP0_AERO(:,:,:)=0.
232     ZFSDN0_AERO(:,:,:)=0.
233  ENDIF
234
235  IF (appel1er) THEN
236     WRITE(lunout,*)'SW calling frequency : ', swpas
237     WRITE(lunout,*) "   In general, it should be 1"
238     appel1er = .FALSE.
239  ENDIF
240  !     ------------------------------------------------------------------
241  IF (MOD(itapsw,swpas).EQ.0) THEN
242
243     DO JK = 1 , KFLEV
244        DO JL = 1, KDLON
245           ZCLDSW0(JL,JK) = 0.0
246           ZOZ(JL,JK) = POZON(JL,JK)*46.6968/RG &
247                *PDP(JL,JK)*(101325.0/PPSOL(JL))
248        ENDDO
249     ENDDO
250
251! clear sky with no aerosols at all is computed IF ACTIVEFEEDBACK_ACTIVE is false or for extended diag
252     IF ( swaero_diag .or. .not. AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE .OR. flag_aerosol .EQ. 0 ) THEN   
253
254     ! clear-sky: zero aerosol effect
255     flag_aer=0.0
256     CALL SWU_LMDAR4(PSCT,ZCLDSW0,PPMB,PPSOL,&
257          PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
258          ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
259     INU = 1
260     CALL SW1S_LMDAR4(INU,PAER, flag_aer, &
261          tauaero(:,:,1,:), pizaero(:,:,1,:), cgaero(:,:,1,:),&
262          PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, ZCLDSW0,&
263          ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
264          ZFD, ZFU)
265     INU = 2
266     CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer, &
267          tauaero(:,:,1,:), pizaero(:,:,1,:), cgaero(:,:,1,:),&
268          ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, ZCLDSW0,&
269          ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
270          PWV, PQS,&
271          ZFDOWN, ZFUP)
272     DO JK = 1 , KFLEV+1
273        DO JL = 1, KDLON
274           ZFSUP0_AERO(JL,JK,1) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
275           ZFSDN0_AERO(JL,JK,1) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
276        ENDDO
277     ENDDO
278     ENDIF ! swaero_diag .or. .not. AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE
279
280! cloudy sky with no aerosols at all is either computed IF no indirect effect is asked for, or for extended diag
281     IF ( swaero_diag .or. .not. AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE .OR. flag_aerosol .EQ. 0 ) THEN   
282     ! cloudy-sky: zero aerosol effect
283     flag_aer=0.0
284     CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
285          PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
286          ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
287     INU = 1
288     CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer, &
289          tauaero(:,:,1,:), pizaero(:,:,1,:), cgaero(:,:,1,:),&
290          PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
291          ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
292          ZFD, ZFU)
293     INU = 2
294     CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer, &
295          tauaero(:,:,1,:), pizaero(:,:,1,:), cgaero(:,:,1,:),&
296          ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
297          ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
298          PWV, PQS,&
299          ZFDOWN, ZFUP)
300
301     DO JK = 1 , KFLEV+1
302        DO JL = 1, KDLON
303           ZFSUP_AERO(JL,JK,1) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
304           ZFSDN_AERO(JL,JK,1) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
305        ENDDO
306     ENDDO
307     ENDIF ! swaero_diag .or. .not. AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE
308
309     IF (flag_aerosol .GT. 0 ) THEN
310
311     IF (ok_ade.and.swaero_diag .or. .not. ok_ade) THEN
312
313        ! clear sky direct effect natural aerosol
314        ! CAS AER (3)
315        flag_aer=1.0
316        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,ZCLDSW0,PPMB,PPSOL,&
317             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
318             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
319        INU = 1
320        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
321             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
322             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
323             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
324             ZFD, ZFU)
325        INU = 2
326        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
327             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
328             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
329             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
330             PWV, PQS,&
331             ZFDOWN, ZFUP)
332
333        DO JK = 1 , KFLEV+1
334           DO JL = 1, KDLON
335              ZFSUP0_AERO(JL,JK,3) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
336              ZFSDN0_AERO(JL,JK,3) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
337           ENDDO
338        ENDDO
339     ENDIF !--end not swaero_diag or not ok_ade
340
341     IF (ok_ade) THEN
342
343        ! clear sky direct effect of total aerosol
344        ! CAS AER (2)
345        flag_aer=1.0
346        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,ZCLDSW0,PPMB,PPSOL,&
347             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
348             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
349        INU = 1
350        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
351             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
352             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
353             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
354             ZFD, ZFU)
355        INU = 2
356        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
357             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
358             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
359             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
360             PWV, PQS,&
361             ZFDOWN, ZFUP)
362
363        DO JK = 1 , KFLEV+1
364           DO JL = 1, KDLON
365              ZFSUP0_AERO(JL,JK,2) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
366              ZFSDN0_AERO(JL,JK,2) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
367           ENDDO
368        ENDDO
369
370        ! cloudy-sky with natural aerosols for indirect effect
371        ! but total aerosols for direct effect
372        ! PTAU
373        ! CAS AER (2)
374        flag_aer=1.0
375        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
376             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
377             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
378        INU = 1
379        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
380             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
381             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
382             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
383             ZFD, ZFU)
384        INU = 2
385        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
386             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
387             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
388             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
389             PWV, PQS,&
390             ZFDOWN, ZFUP)
391
392        DO JK = 1 , KFLEV+1
393           DO JL = 1, KDLON
394              ZFSUP_AERO(JL,JK,2) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
395              ZFSDN_AERO(JL,JK,2) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
396           ENDDO
397        ENDDO
398
399     ENDIF !-end ok_ade
400
401     IF ( .not. ok_ade .or. .not. ok_aie ) THEN
402
403        ! cloudy-sky with natural aerosols for indirect effect
404        ! and natural aerosols for direct effect
405        ! PTAU
406        ! CAS AER (3)
407        ! cloudy-sky direct effect natural aerosol
408        flag_aer=1.0
409        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
410             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
411             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
412        INU = 1
413        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
414             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
415             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
416             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
417             ZFD, ZFU)
418        INU = 2
419        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
420             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
421             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
422             ZDSIG, POMEGA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAU, ZUD,&
423             PWV, PQS,&
424             ZFDOWN, ZFUP)
425
426        DO JK = 1 , KFLEV+1
427           DO JL = 1, KDLON
428              ZFSUP_AERO(JL,JK,3) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
429              ZFSDN_AERO(JL,JK,3) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
430           ENDDO
431        ENDDO
432
433     ENDIF  !--true/false or false/true
434
435     IF (ok_ade .and. ok_aie) THEN
436
437        ! cloudy-sky with total aerosols for indirect effect
438        ! and total aerosols for direct effect
439        ! PTAUA
440        ! CAS AER (2)
441        flag_aer=1.0
442        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
443             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
444             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
445        INU = 1
446        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
447             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
448             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
449             ZDSIG, POMEGAA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAUA, ZUD,&
450             ZFD, ZFU)
451        INU = 2
452        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
453             tauaero(:,:,2,:), pizaero(:,:,2,:), cgaero(:,:,2,:),&
454             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
455             ZDSIG, POMEGAA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAUA, ZUD,&
456             PWV, PQS,&
457             ZFDOWN, ZFUP)
458
459        DO JK = 1 , KFLEV+1
460           DO JL = 1, KDLON
461              ZFSUP_AERO(JL,JK,4) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
462              ZFSDN_AERO(JL,JK,4) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
463           ENDDO
464        ENDDO
465 
466      ENDIF ! ok_ade .and. ok_aie
467
468     IF (ok_aie) THEN
469        ! cloudy-sky with total aerosols for indirect effect
470        ! and natural aerosols for direct effect
471        ! PTAUA
472        ! CAS AER (3)
473        flag_aer=1.0
474        CALL SWU_LMDAR4(PSCT,PCLDSW,PPMB,PPSOL,&
475             PRMU0,PFRAC,PTAVE,PWV,&
476             ZAKI,ZCLD,ZCLEAR,ZDSIG,ZFACT,ZRMU,ZSEC,ZUD)
477        INU = 1
478        CALL SW1S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
479             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
480             PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
481             ZDSIG, POMEGAA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAUA, ZUD,&
482             ZFD, ZFU)
483        INU = 2
484        CALL SW2S_LMDAR4(INU, PAER, flag_aer,&
485             tauaero(:,:,3,:), pizaero(:,:,3,:), cgaero(:,:,3,:),&
486             ZAKI, PALBD, PALBP, PCG, ZCLD, ZCLEAR, PCLDSW,&
487             ZDSIG, POMEGAA, ZOZ, ZRMU, ZSEC, PTAUA, ZUD,&
488             PWV, PQS,&
489             ZFDOWN, ZFUP)
490 
491        DO JK = 1 , KFLEV+1
492           DO JL = 1, KDLON
493              ZFSUP_AERO(JL,JK,5) = (ZFUP(JL,JK)   + ZFU(JL,JK)) * ZFACT(JL)
494              ZFSDN_AERO(JL,JK,5) = (ZFDOWN(JL,JK) + ZFD(JL,JK)) * ZFACT(JL)
495           ENDDO
496        ENDDO
497
498     ENDIF ! ok_aie     
499
500     ENDIF !--if flag_aerosol GT 0
501
502     itapsw = 0
503  ENDIF
504  itapsw = itapsw + 1
505
506  IF  ( AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE .AND. flag_aerosol .GT. 0 ) THEN
507  IF ( ok_ade .and. ok_aie  ) THEN
508    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,4)
509    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,4)
510    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,2)
511    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,2)
512  ENDIF
513
514  IF ( ok_ade .and. (.not. ok_aie) )  THEN
515    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,2)
516    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,2)
517    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,2)
518    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,2)
519  ENDIF
520
521  IF ( (.not. ok_ade) .and. ok_aie  )  THEN
522    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,5)
523    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,5)
524    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,3)
525    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,3)
526  ENDIF
527
528  IF ((.not. ok_ade) .and. (.not. ok_aie)) THEN
529    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,3)
530    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,3)
531    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,3)
532    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,3)
533  ENDIF
534
535! MS the following allows to compute the forcing diagostics without
536! letting the aerosol forcing act on the meteorology
537! SEE logic above
538  ELSE
539    ZFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,1)
540    ZFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,1)
541    ZFSUP0(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,1)
542    ZFSDN0(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,1)
543  ENDIF
544
545! Now computes heating rates
546  DO k = 1, KFLEV
547     kpl1 = k+1
548     DO i = 1, KDLON
549        PHEAT(i,k) = -(ZFSUP(i,kpl1)-ZFSUP(i,k))-(ZFSDN(i,k)-ZFSDN(i,kpl1))
550        PHEAT(i,k) = PHEAT(i,k) * RDAY*RG/RCPD / PDP(i,k)
551        PHEAT0(i,k) = -(ZFSUP0(i,kpl1)-ZFSUP0(i,k))-(ZFSDN0(i,k)-ZFSDN0(i,kpl1))
552        PHEAT0(i,k) = PHEAT0(i,k) * RDAY*RG/RCPD / PDP(i,k)
553     ENDDO
554  ENDDO
555
556  DO i = 1, KDLON
557! effective SW surface albedo calculation
558     PALBPLA(i) = ZFSUP(i,KFLEV+1)/(ZFSDN(i,KFLEV+1)+1.0e-20)
559     
560! clear sky net fluxes at TOA and SRF
561     PSOLSW0(i) = ZFSDN0(i,1) - ZFSUP0(i,1)
562     PTOPSW0(i) = ZFSDN0(i,KFLEV+1) - ZFSUP0(i,KFLEV+1)
563
564! cloudy sky net fluxes at TOA and SRF
565     PSOLSW(i) = ZFSDN(i,1) - ZFSUP(i,1)
566     PTOPSW(i) = ZFSDN(i,KFLEV+1) - ZFSUP(i,KFLEV+1)
567
568! net anthropogenic forcing direct and 1st indirect effect diagnostics
569! requires a natural aerosol field read and used
570! Difference of net fluxes from double call to radiation
571
572IF (ok_ade) THEN
573
574! indices 1: natural; 2 anthropogenic
575
576! TOA/SRF all sky natural forcing
577     PSOLSWAERO(i,1) = (ZFSDN_AERO(i,1,3) - ZFSUP_AERO(i,1,3))-(ZFSDN_AERO(i,1,1) - ZFSUP_AERO(i,1,1))
578     PTOPSWAERO(i,1) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,3))- (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,1) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,1))
579
580! TOA/SRF clear sky natural forcing
581     PSOLSW0AERO(i,1) = (ZFSDN0_AERO(i,1,3) - ZFSUP0_AERO(i,1,3))-(ZFSDN0_AERO(i,1,1) - ZFSUP0_AERO(i,1,1))
582     PTOPSW0AERO(i,1) = (ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,3))-(ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,1) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,1))
583
584   IF (ok_aie) THEN
585
586! TOA/SRF all sky anthropogenic forcing
587     PSOLSWAERO(i,2) = (ZFSDN_AERO(i,1,4) - ZFSUP_AERO(i,1,4))-(ZFSDN_AERO(i,1,5) - ZFSUP_AERO(i,1,5))
588     PTOPSWAERO(i,2) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,4) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,4))- (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,5) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,5))
589
590   ELSE
591
592! TOA/SRF all sky anthropogenic forcing
593     PSOLSWAERO(i,2) = (ZFSDN_AERO(i,1,2) - ZFSUP_AERO(i,1,2))-(ZFSDN_AERO(i,1,3) - ZFSUP_AERO(i,1,3))
594     PTOPSWAERO(i,2) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,2) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,2))- (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,3))
595
596   ENDIF
597
598! TOA/SRF clear sky anthropogenic forcing
599     PSOLSW0AERO(i,2) = (ZFSDN0_AERO(i,1,2) - ZFSUP0_AERO(i,1,2))-(ZFSDN0_AERO(i,1,3) - ZFSUP0_AERO(i,1,3))
600     PTOPSW0AERO(i,2) = (ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,2) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,2))-(ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,3))
601
602! direct anthropogenic forcing , as in old LMDzT, however differences of net fluxes
603     PSOLSWADAERO(i) = PSOLSWAERO(i,2)
604     PTOPSWADAERO(i) = PTOPSWAERO(i,2)
605     PSOLSWAD0AERO(i) = PSOLSW0AERO(i,2)
606     PTOPSWAD0AERO(i) = PTOPSW0AERO(i,2)
607
608! OB: these diagnostics may not always work but who need them
609! Cloud forcing indices 1: natural; 2 anthropogenic; 3: zero aerosol direct effect
610! Instantaneously computed cloudy sky direct aerosol effect, cloud forcing due to aerosols above clouds
611! natural
612     PSOLSWCFAERO(i,1) = PSOLSWAERO(i,1) - PSOLSW0AERO(i,1)
613     PTOPSWCFAERO(i,1) = PTOPSWAERO(i,1) - PTOPSW0AERO(i,1)
614
615! Instantaneously computed cloudy SKY DIRECT aerosol effect, cloud forcing due to aerosols above clouds
616! anthropogenic
617     PSOLSWCFAERO(i,2) = PSOLSWAERO(i,2) - PSOLSW0AERO(i,2)
618     PTOPSWCFAERO(i,2) = PTOPSWAERO(i,2) - PTOPSW0AERO(i,2)
619
620! Cloudforcing without aerosol
621! zero
622     PSOLSWCFAERO(i,3) = (ZFSDN_AERO(i,1,1) - ZFSUP_AERO(i,1,1))-(ZFSDN0_AERO(i,1,1) - ZFSUP0_AERO(i,1,1))
623     PTOPSWCFAERO(i,3) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,1) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,1))- (ZFSDN0_AERO(i,KFLEV+1,1) - ZFSUP0_AERO(i,KFLEV+1,1))
624
625ENDIF
626
627IF (ok_aie) THEN
628   IF (ok_ade) THEN
629     PSOLSWAIAERO(i) = (ZFSDN_AERO(i,1,4) - ZFSUP_AERO(i,1,4))-(ZFSDN_AERO(i,1,2) - ZFSUP_AERO(i,1,2))
630     PTOPSWAIAERO(i) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,4) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,4))-(ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,2) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,2))
631   ELSE
632     PSOLSWAIAERO(i) = (ZFSDN_AERO(i,1,5) - ZFSUP_AERO(i,1,5))-(ZFSDN_AERO(i,1,3) - ZFSUP_AERO(i,1,3))
633     PTOPSWAIAERO(i) = (ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,5) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,5))-(ZFSDN_AERO(i,KFLEV+1,3) - ZFSUP_AERO(i,KFLEV+1,3))
634   ENDIF
635ENDIF
636
637ENDDO
638
639END SUBROUTINE SW_AEROAR4
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.